Sterrenstelsels zijn er in een reeks kleuren, waarbij elke tint aanwijzingen onthult over de leeftijd en afstand van de kosmische objecten. Een internationaal team van onderzoekers, waaronder wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Astrofysica en de Universiteit van Edinburgh, heeft nu een nieuw model ontwikkeld dat de kleur en helderheid van sterrenstelsels voorspelt op basis van hun afstand. De bevindingen bieden waardevolle inzichten in de vorming en evolutie van de diverse populatie van sterrenstelsels in het universum.

Hoofdauteur van het onderzoek, dr. Brent Tully van het Institute for Astronomy van de Universiteit van Hawaï, legt de motivatie achter het onderzoek uit:‘Als astronomen met hun telescopen het universum in kijken, turen ze terug in de tijd. Het kan miljoenen of zelfs miljarden jaren duren voordat verre sterrenstelsels ons bereiken. Het meten van de afstanden tot sterrenstelsels, vooral die die het verst van ons verwijderd zijn, blijft echter een uitdaging.”

Het team probeerde deze uitdaging te overwinnen door een nieuwe methode te ontwikkelen om de afstand tot sterrenstelsels uitsluitend op basis van hun kleuren en helderheid te schatten. Ze maakten gebruik van de Sloan Digital Sky Survey, een van de grootste astronomische onderzoeken ooit uitgevoerd, die uitgebreide fotometrische gegevens levert over miljoenen sterrenstelsels, elk toegewezen aan een specifieke categorie op basis van hun kleur.

‘Ons nieuwe model maakt gebruik van een combinatie van fysieke eigenschappen van sterrenstelsels, zoals hun sterpopulaties, stofgehalte en interne structuur’, zegt co-auteur dr. Samuel Boissier van het Max Planck Instituut voor Astrofysica. "Deze aanpak stelt ons in staat de kleuren en helderheid van sterrenstelsels met opmerkelijke nauwkeurigheid te voorspellen, waardoor we uiteindelijk hun afstanden kunnen afleiden zonder afhankelijk te zijn van directe metingen."

Door hun model toe te passen op meer dan een miljoen sterrenstelsels, vonden de onderzoekers een duidelijke correlatie tussen de kleuren van sterrenstelsels en hun afstanden. Sterrenstelsels met rodere kleuren bevonden zich doorgaans verder weg, terwijl sterrenstelsels met blauwere kleuren dichterbij waren. Deze relatie geldt voor alle soorten sterrenstelsels, van spiraalstelsels zoals onze Melkweg tot compactere elliptische sterrenstelsels.

Dr. Ehsan Kourkchi van het Max Planck Instituut voor Astrofysica benadrukt het belang van de bevindingen:‘We hebben nu een krachtig hulpmiddel om de afstand tot sterrenstelsels snel en efficiënt te schatten, wat nieuwe mogelijkheden opent voor het bestuderen van de kosmos. Deze kosmische kleur-afstandsrelatie is vooral nuttig voor zeer verre sterrenstelsels, waar het meten van afstanden met behulp van andere methoden steeds uitdagender wordt."

Het nieuwe model vormt een cruciale opstap voor komende grootschalige onderzoeken naar sterrenstelsels, zoals de Legacy Survey of Space and Time (LSST), die tot doel heeft de gehele zichtbare hemel in ongekend detail in kaart te brengen. Met het vermogen om de afstanden van enorme aantallen sterrenstelsels nauwkeurig te schatten, zullen astronomen transformerende inzichten verwerven in de grootschalige structuur van het universum en zijn evolutie over miljarden jaren.