Het is moeilijk om meer dan een handvol sterren van Princeton University te zien, omdat de lichten uit New York City, Princeton en Philadelphia voorkomen dat onze lucht ooit pikzwart wordt, maar sterrenkijkers die in meer landelijke gebieden komen, kunnen honderden sterren met het blote oog zien - en een paar smoezelige objecten, te.

De grootste vlek is de Melkweg zelf, de miljarden sterren waaruit ons spiraalstelsel bestaat, die we kant-en-klaar zien. De kleinere vegen betekenen niet dat je een bril nodig hebt, maar dat je dicht opeengepakte groepen sterren ziet. Een van de bekendste van deze "wolken" of "clusters" - groepen sterren die samen reizen - zijn de Pleiaden, ook wel bekend als de Zeven Zusters. Clusters zijn stellaire kraamkamers waar duizenden sterren worden geboren uit wolken van gas en stof en zich vervolgens over de Melkweg verspreiden.

Eeuwenlang, wetenschappers hebben gespeculeerd of deze clusters altijd dichte klonten vormen zoals de Pleiaden, verspreid over slechts enkele tientallen lichtjaren.

"We noemen ze 'open clusters' - het 'open' deel verwijst naar de verwachting dat deze dingen zich vormden in een veel dichtere groep die zich vervolgens verspreidde, " zei Luke Bouma, een afgestudeerde student in astrofysische wetenschappen aan Princeton en de hoofdauteur van een aanstaande paper gepubliceerd door de American Astronomical Society. "Maar we hadden nooit gedacht dat we de verloren sterren zouden kunnen vinden."

Vervolgens, twee jaar geleden, een machinaal lerend algoritme dat gebruikmaakt van gegevens van de Gaia-satelliet identificeerde dat veel verafgelegen sterren met dezelfde snelheid en richting bewegen en daarom deel zouden kunnen uitmaken van dezelfde open cluster, maar als meer een stroom of een string dan een klomp.

Nutsvoorzieningen, een team van astrofysici onder leiding van Bouma kan bevestigen dat een van deze sterrenstromen, NGC 2516, ook bekend als de zuidelijke bijenkorf, strekt zich uit over minimaal 1, 600 lichtjaar - 500 parsecs - van punt tot punt. Voor een op aarde gebaseerde sterrenkijker, dat zou zo groot zijn als 40 volle manen, zij aan zij, zich uitstrekkend langs de hemel.

"Gaia-gegevens laten ons het proces van vorming en ontbinding van sterrenhopen in ongekend detail volgen, maar om het plaatje compleet te maken, we hebben onafhankelijk geschatte leeftijden nodig, " zei Lynne Hillenbrand, een Princeton-alumna uit 1989 en hoogleraar astronomie aan Caltech, die niet bij dit onderzoek betrokken was. "Bouma's paper brengt verschillende methoden samen om sterren consequent te dateren in zowel de kern als de buitenste regionen van dit cluster."

"Achteraf gezien, het bestaan ​​van deze grote sterrenstroom is niet zo verwonderlijk, " zei Bouma, die onlangs de prestigieuze 51 Pegasus b Fellowship won. Een interpretatie zou kunnen zijn dat een cluster begint als een dichte klomp die zich in de loop van de tijd uitbreidt om "getijdenstaarten" te vormen die zich ervoor en erachter uitstrekken, terwijl het door de Melkweg beweegt.

"De bredere implicatie is dat er ongetwijfeld nog andere enorme open clusters zoals deze zijn, ' zei hij. 'Het zichtbare deel van de cluster, waar we de sterren gemakkelijk dicht bij elkaar kunnen zien, misschien maar een klein deel van een veel, veel grotere stroom."

"Ik heb de zuidelijke bijenkorf vaak gezien door een verrekijker onder de donkere lucht van Chili, " zei Gáspár Bakos, een professor in astrofysische wetenschappen en de directeur van Princeton's programma in planeten en leven, die een co-auteur was op het papier. "Het cluster past mooi bij het zicht van de verrekijker, omdat de schijnbare grootte aan de hemel zoiets is als het topje van mijn duim op armlengte afstand. Het is nieuwsgierig om te weten, dankzij het onderzoek van Luke, dat het cluster in feite een gebied beslaat zo groot als mijn hele handpalm naar de hemel gericht."

Bouma en zijn collega's gebruikten gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) om nauwkeurig de rotatiesnelheden te meten van sterren die de Gaia-studie had toegewezen aan NGC 2516. De onderzoekers toonden aan dat veel sterren met vergelijkbare massa's allemaal ronddraaien op (of heel dichtbij ) hetzelfde tarief, wat bevestigt dat ze in dezelfde sterrenkraamkamer zijn geboren.

Bouma heeft jarenlang de tools ontwikkeld om de rotatie van een ster te meten, zodat hij zijn leeftijd kan berekenen, een techniek genaamd gyrochronologie (van de Griekse woorden voor "spin" en "tijd"). onze zon, die op de leeftijd van 4,6 miljard jaar op zijn bezadigde middelbare leeftijd is, roteert eens in de 27 dagen. De sterren Bouma, gemeten in NGC 2516, draaien 10 keer sneller dan onze zon, omdat ze zo veel jonger zijn. Die sterren zijn amper uit hun kinderschoenen, slechts ongeveer 150 miljoen jaar oud.

"Naast het uitbreiden van onze kennis van deze en andere sterrenhopen, Luke heeft ons een uitgebreide lijst gegeven van jonge sterren die we kunnen zoeken naar planeten, " zei Joshua Winn, Bouma's adviseur en co-auteur en hoogleraar astrofysische wetenschappen. "Het vinden van planeten rond jonge sterren zal ons helpen begrijpen hoe planetenstelsels zich vormen en veranderen met de tijd."

"Wat zo verrassend is aan dit werk - wat zo opwindend is - is dat we hebben bevestigd dat Gaia, omdat het heel precies de posities en bewegingen van sterren meet, deze 'naalden in de hooiberg' van de Melkweg kunnen vinden, Bouma zei. "Gaia kan alle sterren identificeren die in dezelfde richting bewegen, tegen hetzelfde tarief. En we hoeven niet alleen te vertrouwen op het machine learning-algoritme dat zegt dat ze gerelateerd zijn - we kunnen het verifiëren met TESS-gegevens, met behulp van onze gyrochronologische techniek."

Deze open cluster heeft ook een intrigerende connectie met de Griekse mythologie, zei Bouma. "In de zuidelijke nachtelijke hemel, NGC 2516 bevindt zich in de buurt van een sterrenbeeld genaamd de Argo Navis, dat was de boot waarmee Jason en de Argonauten het Gulden Vlies bemachtigden." Hij voegde er met een glimlach aan toe:"Jason en de Argonauten varen op een stroom sterren gemaakt door de open sterrenhoop NGC 2516."