Ze spuwen allerlei elementen zoals zuurstof, koolstof en ijzer in het rond.

Als je denkt dat wij de enigen zijn die onze omgeving vervuilen, dan heb je het mis. Ook sterrenstelsels kunnen er wat van, zo tonen onderzoeker aan. In een nieuwe studie hebben ze zich ontfermd over de samenstelling van binnenstromende en wegvloeiende atomen in sterrenstelsels. En daaruit blijkt dat die heel wat elementen de rondte in slingeren.

In- en uitgaande stromen
Zoals je misschien weet, bestaan sterren voornamelijk uit waterstof en helium. “Enorme gaswolken worden in sterrenstelsels getrokken en gebruikt bij het maken van sterren,” vertelt onderzoeker Deanne Fisher. Vervolgens stoten sterrenstelsels – bijvoorbeeld tijdens gewelddadige ontploffingen – ook weer allerlei elementen uit. Dit proces van binnenstromende atomen en de uiteindelijke verdrijving ervan is een belangrijk mechanisme dat de groei, massa en grootte van sterrenstelsels bepaalt. Tot nu toe konden onderzoekers naar de precieze samenstelling van die in- en uitgaande stromen echter slechts gissen.

Mrk 1486
Om meer grip te krijgen op de gehele cyclus, besloten onderzoekers het sterrenstelsel Mrk 1486 te bestuderen. Dit is een stelsel op ongeveer 500 miljoen lichtjaar van de zon dat op dit moment in sneltreinvaart sterren aan het produceren is. “Mrk 1486 is de perfecte kandidaat voor observatie omdat het precies goed ten opzichte van de aarde ligt,” legt Fisher uit. “We konden het uitstromende gas gemakkelijk bekijken en de samenstelling ervan meten. De meeste sterrenstelsels bevinden zich in onhandige hoeken voor dergelijk onderzoek.” Het team maakte tijdens de studie gebruik van een vernuftig gloednieuw apparaat, namelijk de Keck Cosmic Web Imager, die sinds kort op het Hawaïaanse WM Keck Observatory bevestigd is.

Vervuilers
De onderzoekers komen tot de ontdekking dat sterrenstelsels eigenlijk enorme vervuilers zijn. Het materiaal dat namelijk een sterrenstelsel instroomt, is veel schoner dan wat er vervolgens weer uitvloeit. “Met behulp van de Keck Cosmic Web Imager konden we bevestigen dat sterren gemaakt van kakelvers gas uiteindelijk een enorme hoeveelheid materiaal uitspuwen, voornamelijk door middel van supernova’s,” aldus Fisher. “Maar dit spul is niet langer mooi en schoon. Het bevat veel andere elementen, waaronder zuurstof, koolstof en ijzer.” Het betekent dat sterrenstelsels – vergelijkbaar met mensen – de omgeving waarin ze bestaan, ‘vervuilen’.

In deze animatie is te zien hoe een sterrenstelsel vervuilende elementen uitstoot.

Dankzij de studie hebben onderzoekers nu ook een veel beter begrip van de volledige cyclus in een ander sterrenstelsel dan onze eigen Melkweg. “We ontdekten dat er een duidelijke structuur is voor hoe de gassen binnenkomen en wegvloeien,” legt onderzoeker Alex Cameron uit. “Stel je een sterrenstelsel als een een draaiende frisbee voor. Het gas komt relatief onvervuild vanuit de kosmos binnen en condenseert vervolgens om nieuwe sterren te vormen. Wanneer die sterren later exploderen, duwen ze ander gas – dat nu de genoemde elementen bevat – weg.”

Leven
De elementen – die meer dan de helft van het periodiek systeem omvatten – worden diep in de kernen van de sterren gesmeed door middel van kernfusie. Wanneer de sterren instorten of exploderen in supernova’s, worden de geproduceerde elementen het heelal in gekatapulteerd. Vervolgens ontstaan hieruit weer nieuwe sterren en planeten. En, in tenminste één geval, is hier zelfs leven uit voort gekomen.

“Dit werk is belangrijk voor astronomen omdat we voor het eerst grenzen hebben kunnen stellen aan de krachten die een sterke invloed hebben op hoe sterrenstelsels sterren maken,” concludeert Fisher. “”Het brengt ons een stap dichter bij het begrijpen van hoe en waarom sterrenstelsels eruitzien zoals ze doen – en hoe lang ze zullen meegaan.”