Er is veel dat we niet weten about sterrenstelsels. Zakharchuk/Shutterstock
Hoe worden sterrenstelsels gevormd? – Harsh, 14 jaar, Kolkata, India
Om de vraag te beantwoorden hoe sterrenstelsels zijn ontstaan, moeten we terug in de tijd reizen tot dicht bij de geboorte van het heelal, bijna 14 miljard jaar geleden. Het mooie van het universum is dat we precies dat kunnen doen. Omdat licht tijd nodig heeft om naar ons toe te reizen, zien we het als we naar een ver sterrenstelsel kijken zoals het in het verleden was.
Het verst terug dat we kunnen kijken is 400.000 jaar na de geboorte van het heelal. Als we ons de geschiedenis van het universum voorstellen als de lengte van iemands leven, zou dit zijn alsof we terugkijken tot ongeveer 20 uur nadat ze zijn geboren. Wat we zien is een muur van gloed. Dit is het kosmische achtergrondlicht van de microgolf dat is overgebleven van de machtige oerknal die het universum heeft geschapen.
De schepping van materie
De oerknal creëerde eerst een enorme hoeveelheid ruimte en vulde die drie minuten later on fulfilled spullen – wat we materie noemen. Maar deze zaak was niet gelijkmatig verdeeld. Het was samengeklonterd in draden en knopen, het “kosmische internet” genoemd. We kunnen dit zien in de muur van licht – het heeft geen egale kleur. Er zijn klonten kleur die weerspiegelen waar de materie op één hoop werd gegooid.
Curious Children is een serie van The Conversation die kinderen de kans geeft om hun vragen around de wereld beantwoord te krijgen doorway industry experts. Als je een vraag hebt die je door een qualified wilt laten beantwoorden, stuur deze dan naar Curiouskids@theconversation.com. We zullen niet elke vraag kunnen beantwoorden, maar we zullen ons most effective doen.
Toen het universum afkoelde, begon de zwaartekracht materie naar die klonten te trekken. Waar het zich voldoende opstapelde, nam de zwaartekracht echt een vlucht en trok de materie samen, totdat de eerste sterren werden geboren die het universum verlichtten. Elke klomp materie creëerde ontelbare sterren.
We weten niet of elk van deze klonten een sterrenstelsel werd, of dat klonten samensmolten tot grotere sterrenstelsels.
Een ander mysterie wordt toegevoegd door de superzware zwarte gaten die op de loer liggen in het centrum van alle grote sterrenstelsels. Zwarte gaten zijn gebieden in de ruimte waar de zwaartekracht zo sterk is dat zelfs licht niet kan ontsnappen. Een vier miljoen keer zo massief als de zon bevindt zich in het hart van onze eigen Melkweg. Hoe groter het sterrenstelsel, hoe groter het zwarte gat dat het omringt. Dit vertelt ons dat er een nauw verband moet zijn tussen de ontwikkeling van sterrenstelsels en van deze zwarte gaten.
Een computergesimuleerde afbeelding van een superzwaar zwart gat in het centrum van een melkwegstelsel.
NASA, ESA en D. Coe, J. Anderson en R. van der Marel (STScI), CC BY-NC-ND
We weten echter niet precies hoe deze zwarte gaten zijn ontstaan. We weten dat dit heel vroeg in de geschiedenis van het universum moet zijn gebeurd. Een idee is dat de dichtste klonten materie zouden kunnen zijn ingestort om een zwart gat te worden. Een andere is dat de eerste sterren die leefden en stierven zwarte gaten achterlieten, en deze vervolgens samensmolten tot een enorm enkel zwart gat.
Het blijkt dat, als we denken dat we de zwaartekracht begrijpen, er ontzettend veel meer materie in het heelal moet zijn dan we kunnen zien. Astronomen hebben het een naam gegeven: “donkere materie”. Men denkt dat het kosmische web grotendeels uit donkere materie bestaat. We denken dat sterrenstelsels doorgaans uit meer donkere materie bestaan dan gewone materie, en dat er zelfs meer tussen sterrenstelsels zit. Als dit klopt, moet donkere materie een enorm effect hebben gehad op de vorming van sterrenstelsels, maar we weten niet precies hoe.
Nog steeds aan het groeien
Het ontstaan van groepen sterren uit de materie die door de oerknal is geproduceerd, is niet het einde van het verhaal. Neem de Melkweg als typisch voorbeeld. De oudste sterren in de melkweg staan verspreid in een halo. Deze sterren zijn bijna volledig gemaakt van de eerste bouwstenen van het heelal – waterstof en helium.
De Melkweg gezien vanaf de aarde.
John A Davis/Shutterstock
Dichter bij het centrum van de melkweg, en in een platte schijf eromheen, bevatten sterren vaak veel meer andere elementen, zoals koolstof en zuurstof. Deze sterren werden gevormd uit de as van geëxplodeerde sterren die deze elementen creëerden. Deze elementen vormden niet alleen nieuwe sterren, maar gingen ook planeten vormen, zoals onze aarde.
De Melkweg groeit nog steeds, op twee manieren. Er is eigenlijk veel materie tussen sterrenstelsels. Wanneer de temperatuur van deze materie afkoelt, kan het op de Melkweg regenen en de vorming van nieuwe sterren voeden. Ook betekent de aantrekkingskracht van de zwaartekracht van de Melkweg dat het hele kleine dwergstelsels opslokt.
Uiteindelijk zullen al deze processen uitsterven en zal de Melkweg veranderen in een sterrenstelsel van oude, rode sterren.
Zorg ervoor dat u bij het stellen van vragen aan Curious Young children de voornaam, leeftijd en woonplaats van de vrager vermeldt. Jij kan:
e-mail Curiouskids@theconversation.com tweet ons @ConversationUK met #curiouskids DM ons op Instagram @theconversationdotcom
Jacco van Loon werkt niet voor, raadpleegt, bezit geen aandelen in of ontvangt geen financiering van een bedrijf of organisatie die baat zou hebben bij dit artikel, en heeft geen relevante voorkeuren bekendgemaakt buiten hun academische aanstelling.
