De vorming van de zon, het zonnestelsel en de daaropvolgende opkomst van leven op aarde kan een gevolg zijn van een botsing tussen onze melkweg, De melkweg, en een kleiner sterrenstelsel genaamd Boogschutter, ontdekt in de jaren negentig om ons galactische huis te cirkelen.

Astronomen weten dat Boogschutter herhaaldelijk door de schijf van de Melkweg slaat, terwijl zijn baan rond de kern van de melkweg strakker wordt als gevolg van zwaartekracht. Eerdere studies suggereerden dat Boogschutter, een zogenaamd dwergstelsel, had een diepgaand effect gehad op hoe sterren in de Melkweg bewegen. Sommigen beweren zelfs dat de kenmerkende spiraalstructuur van de 10 000 keer massievere Melkweg het resultaat zou kunnen zijn van de ten minste drie bekende crashes met Boogschutter in de afgelopen zes miljard jaar.

Een nieuwe studie, op basis van gegevens verzameld door Gaia, de krachtpatser van ESA voor het in kaart brengen van sterrenstelsels, onthulde voor het eerst dat de invloed van Boogschutter op de Melkweg mogelijk nog groter is. De rimpelingen veroorzaakt door de botsingen lijken grote stervormingsepisodes te hebben veroorzaakt, waarvan er één ongeveer 4,7 miljard jaar geleden samenviel met de vorming van de zon.

"Van bestaande modellen is bekend dat Boogschutter drie keer in de Melkweg is gevallen - eerst ongeveer vijf of zes miljard jaar geleden, toen ongeveer twee miljard jaar geleden, en ten slotte een miljard jaar geleden, " zegt Tomás Ruiz-Lara, een onderzoeker in astrofysica aan het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) in Tenerife, Spanje, en hoofdauteur van de nieuwe studie gepubliceerd in Natuurastronomie .

"Toen we naar de Gaia-gegevens over de Melkweg keken, we vonden drie perioden van verhoogde stervorming die 5,7 miljard jaar geleden een hoogtepunt bereikten, 1,9 miljard jaar geleden en 1 miljard jaar geleden, overeenkomend met de tijd waarin wordt aangenomen dat Boogschutter door de schijf van de Melkweg is gegaan."

Rimpelingen op het water

De onderzoekers keken naar lichtsterkten, afstanden en kleuren van sterren binnen een bol van ongeveer 6500 lichtjaar rond de zon en vergeleek de gegevens met bestaande stellaire evolutiemodellen. Volgens Tomás, het idee dat het dwergstelsel zo'n effect kan hebben gehad, is heel logisch.

"In het begin heb je een sterrenstelsel, De melkweg, die relatief rustig is, " zegt Tomás. "Na een aanvankelijk gewelddadig tijdperk van stervorming, mede veroorzaakt door een eerdere fusie zoals we in een eerdere studie beschreven, de Melkweg had een evenwichtige toestand bereikt waarin sterren zich gestaag vormden. Plotseling, je laat Boogschutter invallen en verstoort het evenwicht, waardoor al het voorheen nog stille gas en stof in de grotere melkweg rondklotsen als rimpelingen op het water."

In sommige delen van de Melkweg, deze rimpelingen zouden leiden tot hogere concentraties stof en gas, terwijl je anderen leegmaakt. De hoge materiaaldichtheid in die gebieden zou dan de vorming van nieuwe sterren veroorzaken.

"Het lijkt erop dat Boogschutter niet alleen de structuur heeft gevormd en de dynamiek heeft beïnvloed van hoe sterren in de Melkweg bewegen, het heeft ook geleid tot een opbouw van de Melkweg, " zegt Carme Gallart, een co-auteur van het artikel, ook van de IAC. "Het lijkt erop dat een belangrijk deel van de stellaire massa van de Melkweg werd gevormd door de interactie met Boogschutter en anders niet zou bestaan."

De geboorte van de zon

In feite, het lijkt mogelijk dat zelfs de zon en zijn planeten niet zouden hebben bestaan ​​als de Boogschutter-dwerg niet in de val was gelopen door de zwaartekracht van de Melkweg en uiteindelijk door zijn schijf was gebroken.

"De zon werd gevormd op het moment dat sterren zich in de Melkweg vormden vanwege de eerste passage van Boogschutter, " zegt Carme. "We weten niet of de specifieke wolk van gas en stof die in de zon veranderde, is ingestort door de effecten van Boogschutter of niet. Maar het is een mogelijk scenario omdat de leeftijd van de zon overeenkomt met een ster gevormd als gevolg van het Boogschutter-effect."

Bij elke botsing werd Boogschutter wat van zijn gas en stof ontdaan, waardoor de melkweg na elke passage kleiner wordt. Bestaande gegevens suggereren dat Boogschutter vrij recent opnieuw door de schijf van de Melkweg is gegaan, in de laatste paar honderd miljoen jaar, en zit er momenteel heel dicht bij. In feite, de nieuwe studie vond een recente uitbarsting van stervorming, suggereert een mogelijke nieuwe en aanhoudende golf van stergeboorte.

Volgens ESA Gaia-projectwetenschapper Timo Prusti, zulke gedetailleerde inzichten in de stervormingsgeschiedenis van de Melkweg zouden niet mogelijk zijn vóór Gaia, de sterrenkaarttelescoop die eind 2013 werd gelanceerd wiens twee gegevensreleases in 2016 en 2018 een revolutie teweegbrachten in de studie van de Melkweg.

"Sommige vaststellingen van de geschiedenis van stervorming in de Melkweg bestonden eerder op basis van gegevens van ESA's Hipparcos-missie begin jaren negentig, " zegt Timo. "Maar deze waarnemingen waren gericht op de directe omgeving van de zon. Het was niet echt representatief en dus kon het de uitbarstingen in stervorming die we nu zien niet blootleggen.

"Dit is echt de eerste keer dat we een gedetailleerde stervormingsgeschiedenis van de Melkweg zien. Het is een bewijs van de wetenschappelijke kracht van Gaia die we keer op keer hebben zien manifesteren in talloze baanbrekende studies in een periode van slechts een paar jaren."

"De terugkerende impact van de Boogschutter-dwerg op de geschiedenis van stervorming in de Melkweg" door T. Ruiz-Lara et al is gepubliceerd in Natuurastronomie .