Wat zijn sterrenhopen?
Sterrenhopen zijn niet alleen mooi om met een telescoop te bekijken maar ze zijn ook belangrijk bij het ontrafelen van de mysteries over hoe een ster ontstaat.
Het heelal is een gecompliceerde plaats vol met gecompliceerde dingen, van de microschaal van atomen tot de macroschaal van clusters van sterrenstelsels. Ergens aan de grotere kant van dat spectrum vallen sterrenhopen die min of meer precies zijn wat hun naam aangeeft. Sterrenhopen zijn groepen van honderden tot miljoenen sterren die astronomen cruciaal inzicht verschaffen in de evolutie van sterren door vergelijkingen van de leeftijden en samenstellingen van sterren.
Sterrenhopen ontstaan uit grote interstellaire gebieden van gas en stof die moleculaire wolken worden genoemd. De dichtste gebieden van die moleculaire wolken storten in elkaar om sterren te maken. In sommige gevallen verspreiden de sterren zich na hun ontstaan. Als er echter voldoende sterren dicht genoeg bij elkaar ontstaan kunnen ze door de zwaartekracht gebonden blijven en als een sterrenhoop verder leven.
Maar sterrenhopen zijn geen sterrenstelsels, die verwarrend genoeg, ook door zwaartekracht gebonden groepen van sterren zijn. De meest eenvoudige differentiatie zou zijn of een groep sterren aan elkaar is gebonden door hun eigen zwaartekracht of dat je donkere materie in die cluster moet hebben om het bij elkaar te houden. Als er donkere materie in de mix zit dan is die groep sterren waarschijnlijk een sterrenstelsel.
Sterrenstelsels zijn over het algemeen ook groter dan sterrenhopen. Sterrenstelsels zijn als de steden waarin sterrenhopen leven. Sterrenstelsels kunnen duizenden of meer sterrenhopen bevatten en veel moleculaire wolken en donkere materie, etc.
Een andere factor die sterrenhopen onderscheidt van sterrenstelsels is dat binnen een sterrenhoop alle sterren ongeveer even oud zijn en zijn gemaakt van ongeveer hetzelfde materiaal. Ze zijn immers ontstaan uit dezelfde moleculaire wolk. Sterren in een sterrenstelsel kunnen daarentegen verschillende leeftijden hebben en een verscheidenheid aan samenstellingen. Daarom zijn sterrenhopen zo belangrijk voor astronomen die de evolutie van sterren bestuderen.
Als je een sterrenhoop hebt die 100 miljoen jaar oud is en je hebt een sterrenhoop die 1 miljard jaar oud is dan heb je in feite twee momentopnamen van het leven van sterren. Het vergelijken van die twee helpt je te begrijpen wat er binnen in van de sterren gebeurt en hoe ze zich gedurende hun leven hebben ontwikkeld.
Er zijn drie hoofdtypen van sterrenhopen: Bolvormige sterrenhopen (ook wel bolhopen genoemd), open sterrenhopen en sterassociaties. Deze typen hebben elk verschillende eigenschappen die astronomen dan ook verschillende soorten informatie geven.
Bolhopen – bolvormige sterrenhopen
Met het blote oog lijken bolhopen op zwakke smoezelige vlekken licht tegen een donkere achtergrond. Maar een telescoop laat hun ware aard zien: duizenden tot miljoenen sterren die een bol vormen met een heldere, compacte kern.
Sterren in bolhopen zijn ontstaan in de jonge jaren van het heelal, ongeveer 10 miljard jaar geleden. Het zijn daarmee de oudste nog bestaande sterren. Omdat ze zo oud zijn, zijn het “metaal-arme” sterren, dit betekent dat ze geen zwaardere elementen dan waterstof en helium bevatten want die bestonden in het hele jonge heelal nog niet (Die zwaardere elementen zijn allemaal later tijdens supernova’s gemaakt). Omdat bolhopen nog maar weinig gas en stof bevatten vindt er geen stervorming meer plaats.
Astronomen hebben in de Melkweg ongeveer 150 bolhopen gevonden. Het Andromeda-stelsel heeft er ongeveer 400 en M87 heeft er meer dan 10.000.
Enkele van de beroemdste bolhopen zijn o.a. Omega Centauri, de grootste bolhoop die we kennen en M13, de helderste bolhoop. Ofschoon Ptolemeus in de tweede eeuw na Christus Omega Centauri waarnam dacht hij dat het een ster was. In 1677 zag Edmond Halley de bolhoop aan voor een nevel. Het was John Herschel die omstreeks 1830 de bolhoop juist classificeerde. Halley ontdekte M13 in 1714 en Charles Messier voegde de bolhoop in 1764 aan zijn catalogus toe maar dacht dat er helemaal geen sterren in waren. Ook bevatten ze veel meer verschillende elementen dan sterren in bolhopen.
Open sterrenhopen
In tegenstelling tot bolhopen hebben open sterrenhopen, ook wel galactische sterrenhopen genoemd, geen duidelijke vorm; hun sterren zijn losjes bij elkaar geclusterd in een amorfe, door zwaartekracht gebonden groep. Ze bevatten slechts honderden of duizenden sterren, waardoor ze veel minder dicht zijn dan bolhopen. Open sterrenhopen zijn ook veel jonger, de oudste is ongeveer 1 miljard jaar.
Deze verschillen zijn met elkaar verbonden. Alle sterrenhopen verliezen in de loop van de tijd sterren in een proces dat “verdamping” wordt genoemd en aangezien open sterrenhopen met minder sterren losser aan de zwaartekracht zijn gebonden, is het gemakkelijker voor hun sterren om weg te migreren van de groep als ze door een ander object, zoals een moleculaire wolk, worden aangetrokken. Maar dat is niet de enige manier waarop open sterrenhopen sterren verliezen.
Terwijl sterren ronddraaien in de sterrenhoop komen ze heel dicht bij elkaar. Vaak zal tijdens een nauwe zwaartekrachtsontmoeting, bijvoorbeeld een met drie sterren, één ster met een grote snelheid uit de ontmoeting worden geschoten. Als die snelheid groot genoeg is zal de ster de sterrenhoop volledig verlaten.
De Pleiaden is de meest bekende open sterrenhoop. De groep is ook bekend als het Zevengesternte of Messier 45. De naam Zevengesternte is enigszins misleidend want er bevinden zich meer dan 1000 sterren in de groep, hoewel slechts een handvol van de helderste met het blote oog zichtbaar zijn. Andere bekende sterrenhopen zijn de Hyaden die de meest nabije tot de Aarde is en de Dubbele sterrenhoop, bestaande uit twee open sterrenhopen die naast elkaar aan de sterrenhemel zijn te vinden.
Sterassociaties
Alhoewel sterassociaties zijn gegroepeerd als sterrenhopen zijn ze nogal verschillend. Sterassociaties zijn groepen van tientallen tot honderden sterren met vergelijkbare leeftijden en metalliciteiten, ze bewegen in ongeveer dezelfde richting binnen de Melkweg maar ze zijn niet door middel van de zwaartekracht met elkaar verbonden. Sommige sterassociaties zijn waarschijnlijk ooit open sterrenhopen geweest maar door verdamping hebben ze niet langer hun zwaartekrachtbinding.
Eerste publicatie: 10-10-2022
Bron: space.com: space.com
