Deze infraroodopname, die 3,2 lichtjaar bij 3,2 lichtjaar meet, toont het centrale gebied van de massieve sterrenhoop in de kern van de Melkweg, ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde verwijderd.
De kern van de Melkweg herbergt twee reuzen: het grootste zwarte gat van de melkweg en een cluster van tientallen miljoenen sterren rond het zwarte gat dat dichter en massiever is dan enige andere stercluster in de melkweg.
De meeste van de vele sterren van de cluster schijnen binnen slechts 20 lichtjaar van het galactische centrum en wegen samen ongeveer 25 miljoen keer zoveel als de zon. Nieuwe waarnemingen suggereren dat deze “nucleaire sterrenhoop” een deel van zijn schittering te danken heeft aan een andere grote groep sterren, of zelfs een klein sterrenstelsel, dat de hoofdcluster heeft opgeslokt.
Nucleaire sterclusters komen voor in veel sterrenstelsels en zijn de dichtste sterclusters in het universum. Astronomen proberen erachter te komen hoe deze bijeenkomsten zo vol zitten en hoe ze de gigantische zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels voeden.
Om de kern van de Melkweg te bekijken, observeerden Tuan Do, een astronoom aan de UCLA, en collega’s ongeveer 700 rode reuzensterren binnen vijf lichtjaar van het hart van de melkweg. Omdat stof tussen de aarde en het galactische centrum het zichtbare licht van de sterren blokkeert, bestudeerden de astronomen infrarode golflengten, die het stof beter doordringen.
“We merkten iets heel merkwaardigs aan onze gegevens, namelijk dat de sterren met minder metalen dan onze zon anders lijken te bewegen dan de sterren met meer metalen”, zegt Do.
Ongeveer 7 procent van de sterren in de nucleaire sterrenhoop draaien sneller rond het galactische centrum dan hun leeftijdsgenoten en doen dat rond een andere as, ontdekte het team. De gegevens over infrarode golflengten geven aan dat deze snel draaiende populatie slechts 30 procent zo metaalrijk is als de zon. Daarentegen hebben de meeste andere sterren in de nucleaire sterrenhoop meer metalen dan de zon.
“Deze ontdekking toont aan dat in ieder geval een deel van onze nucleaire sterrenhoop gevormd moet zijn uit dingen die erin vallen”, zegt Do. EEN metaalarme stercluster duizenden lichtjaren verwijderd vanuit de galactische kern zonk waarschijnlijk in de hoofdsterrencluster, rapporteren hij en zijn collega’s online op 28 september in de Astrophysical Journal Letters.
Do zegt dat de vallende sterrenhoop het slachtoffer was van dynamische wrijving, een proces dat het pad van een sterrenhoop door de ruimte kan veranderen. In dit proces trekt de zwaartekracht van de in een baan rond de sterrenhoop vallende sterrenhoop materiaal aan dat erachter een kielzog vormt. De achterwaartse ruk van de zwaartekracht van dit materiaal zorgt er vervolgens voor dat de cluster steeds dichter naar het galactische centrum stort.
Scott Tremaine, een astrofysicus aan het Institute for Advanced Study in Princeton, NJ, die niet bij het werk betrokken was, noemt de gegevens van het team over de sterren van de nucleaire cluster uniek. “Ik denk dat verreweg de meest natuurlijke verklaring dat is [the stars] komen uit een cluster dat spiraalsgewijs naar binnen loopt ”, zegt hij.
In een begeleidende studie hebben teamlid Manuel Arca Sedda van de Universiteit van Heidelberg in Duitsland en collega’s computermodellen uitgevoerd om te simuleren hoe een sterrenhoop die in de nucleaire sterrenhoop van de Melkweg valt, de nieuwe waarnemingen zou kunnen verklaren. Deze simulaties geven aan dat een dergelijke gebeurtenis minder dan 3 miljard jaar geleden plaatsvond, en dat de verslonden cluster was ongeveer een miljoen keer zo zwaar als de zon, rapporteren de onderzoekers in een tweede studie die ook op 28 september in de Astrophysical Journal Letters.
Die massa is vergelijkbaar met Omega Centauri, de meest massieve bolhoop van de Melkweg, een soort stergroepering die dicht maar minder extreem is dan nucleaire sterclusters. “Het is beslist veel”, zegt Do. Slechts een tiental massieve bolvormige sterrenhopen zouden de hele nucleaire sterrenhoop kunnen hebben bevolkt, zegt hij.
Toch kunnen veel van de andere sterren van de nucleaire sterrenhoop op hun plaats in het galactische centrum zijn geboren. En de wetenschappers kunnen niet uitsluiten dat het opgeslokte slachtoffer een dwergstelsel was. Zowel dwergstelsels als bolvormige sterrenhopen kunnen een vergelijkbaar aantal sterren bezitten. Maar hun sterren hebben verschillende verhoudingen van chemische elementen, dus toekomstige waarnemingen van de nucleaire sterrenhoop kunnen mogelijk onderscheid maken tussen de twee scenario’s.
