Het monsterstelsel vormde jaarlijks meer dan 1000 zonnemassa’s aan sterren. Maar dat hield opeens op.

Onderzoekers hebben in het piepjonge heelal een vrij opmerkelijk monsterstelsel ontdekt. Het gaat om een ultramassief sterrenstelsel dat tot XMM-2599 is gedoopt. Het stelsel bestond zo’n twaalf miljard jaar geleden toen het universum nog maar 1,8 miljard jaar oud was. De bevindingen zijn gepubliceerd in het vakblad The Astrophysical Journal.

Stervorming
Met behulp van het Keck-observatorium in Hawaii ontdekte het onderzoeksteam dat XMM-2599 in hoog tempo nieuwe sterren voortbracht. “Nog voordat het universum twee miljard jaar oud was had XMM-2599 al een massa van meer dan 300 miljard zonnen gevormd,” vertelt onderzoeksleider Benjamin Forrest. Het team ontdekte dat XMM-2599 op zijn hoogtepunt jaarlijks meer dan 1000 zonnemassa’s aan sterren vormde. Ter vergelijking; onze Melkweg fabriceert iedere jaar slechts één nieuwe ster.


Gestopt
Maar aan die snelle stervorming kwam plotsklaps een einde. “Tegen de tijd dat het universum 1,8 miljard jaar oud was, werd het vormen van nieuwe sterren in het monsterstelsel ineens gestaakt,” zegt Forrest. Waarom XMM-2599 plotseling stopte met het maken van nieuwe sterren is onduidelijk. “In dit tijdperk zijn maar heel weinig sterrenstelsels gestopt met het vormen van sterren,” legt Gillian Wilson uit. “En geen van hen is zo massief als XMM-2599.”

Verklaring
Momenteel snappen onderzoekers nog niet goed hoe het kan dat er in het vroege heelal al zulke massieve monsterstelsels voorkwamen. Toch worden ze door verschillende modellen voorspeld. Deze sterrenstelsels zouden bruisen van activiteit en in hoog tempo nieuwe sterren voortbrengen. Maar wat XMM-2599 zo interessant, ongewoon en verrassend maakt, is dat er in dit sterrenstelsel helemaal geen nieuwe sterren meer geboren worden. Een mogelijke verklaring is dat de brandstof hiervoor op is geraakt. Ook zou het kunnen dat een omliggend zwart gat wakker werd en op die manier invloed uitoefende op de stervorming. Maar toch blijft het nu nog bij wat wilde gokken. “Onze resultaten vragen om veranderingen in onze modellen over hoe het vormen van sterren in vroege sterrenstelsels kan worden stilgelegd,” aldus Wilson.

Deze afbeelding toont het mogelijke levenspad van XMM-2599: van een massief, stoffig, stervormend stelsel (links) naar een inactief stelsel (midden) naar een mogelijk helder cluster in de toekomst (rechts). Afbeelding: RAO/AUI/NSF, B. SAXTON; NASA/ESA/R. FOLEY; NASA/ESA/STSCI, M. POSTMAN/CLASH

Toekomst
Bovendien is het de vraag wat de toekomst brengt. “We hebben XMM-2599 gevangen in zijn inactieve fase,” gaat Wilson verder. “We weten niet waar hij vandaag de dag in zal kunnen veranderen. Hij kan in ieder geval geen massa verliezen. Interessant is om te bekijken wat er om het stelsel heen gebeurt. Zou XMM-2599 bijvoorbeeld over verloop van tijd omliggende stervormende sterrenstelsels kunnen aantrekken?” Het zou zomaar kunnen. “Misschien wordt XMM-2599 tijdens de volgende 11,7 miljard jaar wel één van de helderste en meest massieve clusters in het lokale universum,” vult onderzoeker Michael Cooper aan.


Het team heeft meer tijd gekregen op het Keck-observatorium om te zoeken naar antwoorden op onopgeloste vragen. Want de hoop is dat de krachtige telescoop meer over XMM-2599 kan openbaren. “We hebben Keck gebruikt om de aard van XMM-2599 te karakteriseren en te begrijpen hoe monsterstelsels ontstaan en sterven,” zegt onderzoeker Marianna Annunziatella. En wie weet wat voor mooie ontdekkingen er nog in het verschiet liggen. Want het jonge universum is nog steeds een groot raadsel voor astronomen, die zo af en toe op merkwaardige sterrenstelsels stuiten.