Net zoals mensen van dezelfde leeftijd sterk kunnen verschillen in uiterlijk en vorm, dat geldt ook voor verzamelingen van sterren of stellaire aggregaten. Nieuwe waarnemingen van de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop suggereren dat de chronologische leeftijd alleen niet het volledige verhaal vertelt als het gaat om de evolutie van sterrenhopen.

Eerder onderzoek naar de vorming en evolutie van sterrenhopen heeft gesuggereerd dat deze systemen de neiging hebben om compact en dicht te zijn wanneer ze zich vormen, alvorens uit te breiden met de tijd om clusters van zowel kleine als grote omvang te worden. Nieuwe Hubble-waarnemingen in het sterrenstelsel Grote Magelhaense Wolk (LMC) hebben ons begrip vergroot van hoe de grootte van sterrenhopen in het LMC met de tijd verandert.

Sterrenhopen zijn verzamelingen van vele (tot een miljoen) sterren. Het zijn actieve systemen waarin de onderlinge zwaartekracht-interacties tussen de sterren hun structuur in de loop van de tijd veranderen (bij astronomen bekend als "dynamische evolutie"). Door zulke interacties zware sterren hebben de neiging om geleidelijk naar het centrale gebied van een sterrenhoop te zinken, terwijl sterren met een lage massa uit het systeem kunnen ontsnappen. Dit veroorzaakt een progressieve samentrekking van de clusterkern over verschillende tijdschalen en betekent dat sterrenhopen met dezelfde chronologische leeftijd sterk kunnen variëren in uiterlijk en vorm vanwege hun verschillende "dynamische leeftijden".

Gelegen op bijna 160.000 lichtjaar van de aarde, de LMC is een satellietstelsel van de Melkweg met sterrenhopen die een breed scala aan leeftijden bestrijken. Dit verschilt van ons eigen Melkwegstelsel dat voornamelijk oudere sterrenhopen bevat. De verdeling van groottes als functie van leeftijd waargenomen voor sterrenhopen in de LMC is zeer raadselachtig, aangezien de jonge clusters allemaal compact zijn, terwijl de oudste systemen zowel kleine als grote maten hebben.

Alle sterrenhopen, inclusief die in het LMC, zijn gevonden om een ​​speciaal type nieuw leven ingeblazen sterren te herbergen genaamd blauwe achterblijvers. Onder bepaalde omstandigheden, sterren krijgen extra brandstof waardoor ze groter worden en ze aanzienlijk helderder worden. Dit kan gebeuren als een ster materie van een buur aftrekt, of als ze botsen.

Als gevolg van dynamische veroudering, zwaardere sterren zinken naar het centrum van een cluster naarmate het cluster ouder wordt, in een proces dat lijkt op sedimentatie, zogenaamde "centrale segregatie". Blauwe achterblijvers zijn helder, waardoor ze relatief gemakkelijk te observeren zijn, en ze hebben een hoge massa, wat betekent dat ze worden beïnvloed door centrale segregatie en kunnen worden gebruikt om de dynamische leeftijd van een sterrenhoop te schatten.

Francesco Ferraro van de Universiteit van Bologna in Italië en zijn team gebruikten de Hubble-ruimtetelescoop om blauwe achterblijvers te observeren in vijf (gelijktijdige) oude LMC-sterrenhopen met verschillende groottes en slaagden erin ze te rangschikken op basis van hun dynamische leeftijd.

"We hebben aangetoond dat verschillende structuren van sterrenhopen te wijten zijn aan verschillende niveaus van dynamische veroudering:ze hebben een verschillende fysieke vorm ondanks het feit dat ze op hetzelfde kosmische tijdstip zijn geboren. Dit is de eerste keer dat het effect van dynamische veroudering is gemeten in de LMC-clusters", zegt Ferraro.

"Deze bevindingen bieden intrigerende gebieden voor verder onderzoek, omdat ze een nieuwe en waardevolle manier onthullen om de waargenomen patronen van LMC-sterclusters te lezen, nieuwe hints geven over de geschiedenis van clustervorming in het LMC-sterrenstelsel, ", voegt co-auteur Barbara Lanzoni toe.

De krant van het team zal verschijnen in Natuurastronomie .