Klein sterrenstelsel maakte 'slakkenhuis' in onze hoek van Melkweg

De passage van een klein sterrenstelsel, ongeveer 500 miljoen jaar geleden, heeft de banen van sterren in de buurt van de zon flink verstoord. Deze opvallende ontdekking laat zien dat invloeden van buiten veel belangrijker zijn voor de vorm de Melkweg dan tot nu toe werd aangenomen. “We moeten dit op een of andere manier opnemen in de modellen die de evolutie van sterrenstelsels beschrijven”, concludeert hoogleraar sterrenkunde Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG). Zij maakt deel uit van het internationale team, met onder meer sterrenkundigen van de universiteit van Barcelona, dat de vondst op 20 september beschrijft in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

“De schijfvormige structuur in de buurt van de zon is verschoven, iets heeft er een flinke trap tegen gegeven”, zegt sterrenkundige prof. dr. Amina Helmi. Zij toont gegevens van de positie en beweging van miljoenen sterren, die door de Europese Gaia satelliet zijn gemeten. Door de banen te plotten werd een structuur als een slakkenhuis zichtbaar. Het laat zien dat een flink deel van de sterren niet alleen ronddraait in het vlak van de schijf van de Melkweg maar ook erboven, wat leidt tot een spiraalvormige structuur.

Sagittarius

“Zo’n ‘slakkenhuis’ is niet eerder waargenomen”, zegt Teresa Antoja van de Universitat de Barcelona en eerste auteur van het artikel. Uit de vorm kan ze afleiden wanneer de trap die voor deze structuur heeft gezorgd moet hebben plaatsgevonden: tussen de 300 en 900 miljoen jaar geleden, vermoedelijk rond 500 miljoen jaar. Dat valt samen met de passage van het dwergsterrenstelsel Sagittarius dat op dit moment een koers volgt waardoor het ergens in de komende 500 miljoen jaar door de Melkweg zal worden opgeslokt.

Massa

De grootste verrassing is de grootte van de impact van deze passage. Helmi: “Tot nu toe dachten we dat dit soort verstoringen relatief klein zou zijn.” Want de massa van Sagittarius is tienduizend keer kleiner dan die van de Melkweg. “We hebben de dynamiek van de Melkweg altijd bestudeerd zonder rekening te houden met dit soort externe invloeden, alsof ieder sterrenstelsel in een eigen privé-universum bestaat. Dat blijkt dus niet juist te zijn.”

Gaia missie

De ontdekking is gemaakt met behulp van het tweede pakket data van de Gaia missie, dat eerder dit jaar is vrijgegeven. Deze satelliet van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft de positie en beweging van 1,7 miljard sterren in en nabij de Melkweg zeer nauwkeurig gemeten. Structuren zoals het slakkenhuis doken al op tijdens de kwaliteitscontrole van de gegevens, waar Helmi bij betrokken was. "We snapten niet waar ze vandaan kwam, dus hebben we gekeken of dit niet werd veroorzaakt door een fout in de verwerking van de gegevens."

Inmiddels is duidelijk dat het slakkenhuis echt is, en dat de oorzaak ligt in een externe invloed op de Melkweg. Sterrenkundigen zullen hier rekening mee moeten houden. “We moeten dit op een of andere manier opnemen in de modellen die de evolutie van sterrenstelsels beschrijven”, concludeert Helmi. “Ik weet nog niet hoe dat moet, daar gaan we ons de komende maanden eens over buigen.”