De sterren zijn 10.000 keer zwaarder dan onze zon en veranderen de bolvormige sterrenhoop voorgoed.

Al vijftig jaar staan onderzoekers als het om oude bolvormige sterrenhopen in onze Melkweg gaat, voor een raadsel: waarom is de samenstelling van sterren in deze sterrenhopen anders dan daarbuiten? Een internationaal team van onderzoekers denkt er nu uit te zijn. Simulaties wijzen er namelijk sterk op dat superzware sterren de oude bolhopen hebben ‘vervuild’.

Theorie
Bij sterren in oude bolvormige sterrenhopen zijn elementen aangetroffen die we buiten de sterrenhoop niet vinden en die onmogelijk door de sterren in de sterrenhoop kunnen zijn gemaakt (hun kerntemperatuur ligt daarvoor te laag). Geen wonder dat onderzoekers zich al jaren het hoofd breken over hoe die elementen daar komen. Verschillende theorieën zijn de revue gepasseerd. Zo is bijvoorbeeld al uitgesloten dat de elementen het resultaat zijn van het samengaan van meerdere bolvormige sterrenhopen.

Botsende sterren
In een nieuw onderzoek komen wetenschappers – waaronder ook enkele Nederlanders – met een nieuwe mogelijke verklaring voor wat we in bolvormige sterrenhopen zien. Ze gaan ervan uit dat in bolvormige sterrenhopen zogenoemde supersterren ontstaan. Dat zijn sterren die meer dan tienduizend keer zwaarder zijn dan onze zon. In die sterren ligt de temperatuur zo hoog dat zij gemakkelijk de ‘vreemde’ elementen die we in bolvormige sterrenhopen zien, kunnen produceren. Bovendien is het ontstaan van zulke supersterren in een bolvormige sterrenhoop ook niet vergezocht. De onderzoekers wijzen erop dat sterren in het midden van de sterrenhoop zeer dicht op elkaar staan. Hierdoor kunnen ze gemakkelijk botsen en samensmelten tot een superzware ster die gaandeweg ook steeds heter wordt vanbinnen.


Deze animatie laat zien dat sterren in het dichtbevolkte centrum van een bolvormige sterrenhoop elkaar kunnen beïnvloeden en zelfs op elkaar kunnen botsen. Filmpje: Mark Gieles / University of Surrey.

Besmetting
Zodra de te verklaren elementen in de ontzettend warme kern van de ster zijn ontstaan, worden deze door stromingen in de ster naar het oppervlak gebracht en met de buitenlagen uitgespuwd. Uit dat gas ontstaan dan weer nieuwe sterren die ook elementen herbergen die in de superster zijn ontstaan. “De superzware ster werkt als een transportband: hij eet als het ware lichte sterren, zet een deel van hun gas om in andere elementen en spuwt ze dan weer uit,” vertelt onderzoeker Mark Gieles. “Zo besmet hij de sterren in de omgeving.”

Modellen
Gieles en collega’s baseren hun conclusies onder meer op modellen die ervan uitgaan dat in elke bolvormige sterrenhoop een superzware ster ontstaat. Met behulp van de modellen keken de onderzoekers hoe die superster zijn omgeving met nieuwe elementen overspoelt. “Het mooie van ons model is dat het ook nog eens gebeurt in de verhoudingen die we in het echt waarnemen.”

Dat er tot op heden nog niet zulke supersterren in bolvormige sterrenhopen zijn aangetroffen, kunnen de onderzoekers ook verklaren. Grote en hete sterren zijn namelijk maar een kort leven beschoren. En daarom zullen we ze in oude bolvormige sterrenhopen ook niet meer terug gaan vinden. Het is al met al een fraaie theorie. Of deze ook klopt, zal uit vervolgonderzoek moeten blijken. De onderzoekers willen nu eerst op basis van hun model voorspellingen doen die wél met observaties bewezen kunnen worden. En dan zal blijken in hoeverre het model de werkelijkheid beschrijft.