De heldere, jonge sterren bevinden zich in gebieden waar gas te zwak is om nieuwe sterren te vormen
M83, een balkspiraalstelsel op 15 miljoen lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Hydra, zendt ultraviolet licht uit ver buiten de zichtbare schijf van sterren (hier te zien), op plaatsen waar de hete jonge sterren die dergelijke straling produceren zich niet zouden moeten vormen.
Hete blauwe sterren die uit hun wieg worden geschopt, kunnen een mysterieuze ultraviolette gloed verklaren die de schijven van vele spiraalstelsels omringt.
Een nieuwe computersimulatie laat zien dat deze weggelopen sterren de uitgestrekte gebieden kunnen bevolken voorbij de zichtbare schijf van een melkwegstelsel (SN: 23/03/20). Deze verre gebieden hebben gas dat te warm en te zwak is om nieuwe sterren te maken, maar toch bestaan daar jonge sterren.
“Het is een groot probleem voor de klassieke stervormingstheorie”, zegt Eric Andersson, een astrofysicus aan het Lund Observatorium in Zweden.
Het mysterie van de wijdverbreide jonge sterren bestaat al een tijdje. In 2003 lanceerde NASA de Galaxy Evolution Explorer-ruimtetelescoop, die astronomen verraste door diffuus ver-ultraviolet licht te ontdekken in het achterland van nabijgelegen spiraalvormige en onregelmatige sterrenstelsels (SN: 15/02/05). In tegenstelling tot gewone ultraviolette straling heeft ver-ultraviolet licht zo’n korte golflengte dat het meeste niet de atmosfeer van de aarde binnendringt.
Sterren die overvloedige hoeveelheden van deze energetische straling uitzenden, zijn heet, blauw en meestal veel zwaarder dan de zon. Deze sterren leven niet lang, dus ze moeten recentelijk zijn gevormd. Maar het gas aan de galactische buitenwijken is niet koud en dicht genoeg om in te storten en nieuwe sterren te creëren.
Andersson en zijn collega’s stellen een oplossing voor de paradox voor: veel van deze verre, ver-ultraviolet uitzendende sterren zijn niet geboren waar ze nu zijn. In plaats daarvan kwamen ze dichter bij het centrum van de melkweg en renden weg van hun huizen.
De onderzoekers voerden een computersimulatie uit om de beweging van zware sterren in een spiraalvormig sterrenstelsel te modelleren. Enkele van de weggelopen sterren in de simulatie schiet door duizenden lichtjaren ruimte om zich buiten de zichtbare rand van de schijf van de melkweg te vestigen, en daarmee het ver-ultraviolette licht daar te verklaren, rapporteren de onderzoekers online op arXiv.org op 22 oktober.
De Melkweg heeft veel van deze weggelopen sterren. Een ster kan een wegloper worden wanneer andere zware sterren hem door hun zwaartekracht wegslingeren. Of, als de ster in een baan rond een massieve ster draait die explodeert, racet de overlevende ster weg met dezelfde snelheid waarmee hij om zijn metgezel heen had gerend. De meeste weggelopen sterren zijn heet en blauw en stralen precies het soort ver-ultraviolet licht uit dat voorbij de zichtbare randen van galactische schijven wordt gezien.
Mark Krumholz, een astronoom aan de Australian National University in Canberra, noemt het idee “een plausibele verklaring”. Hij biedt ook een manier om het te testen: door gebruik te maken van de eigenschappen van verschillende soorten zware sterren.
De zeldzaamste en zwaarste blauwe sterren zijn zo heet dat ze waterstofgas ioniseren, waardoor het rood licht afgeeft terwijl elektronen zich weer op hun plaats rond protonen nestelen. Maar deze zeer zware sterren leven niet lang, dus alle sterren die aan de rand van een melkwegstelsel wonen, moeten daar zijn geboren. De sterren hadden tenslotte tijdens hun korte leven geen tijd om van elders in de melkweg te reizen.
Daarentegen leven minder massieve blauwe sterren langer en zouden daarom tijdens hun leven de galactische periferie van elders kunnen hebben bereikt. Als de verhouding van ver-ultraviolet licht tot rood licht van geïoniseerd gas veel groter is buiten de zichtbare rand van de melkweg dan in zijn schijf, zegt Krumholz, dan zou dat erop wijzen dat veel van de ver-ultraviolette gloed in de buitenwijken inderdaad afkomstig is van weggelopen sterren.
