Astronomen veronderstellen al heel lang dat grote spiraalvormige en elliptische sterrenstelsels samensmeltingen zijn van dwergsterrenstelsels en sterrenhopen. Dankzij de moderne telescopen op aarde en in de ruimte hebben zij beelden van dwergsterrenstelsels die in aanraking zijn of komen met grote sterrenstelsels. Daarom wordt de aandacht wat verlegd naar de mogelijke waarneembare overblijfselen binnen de sterrenstelsels. Maar de gekoesteerde hypothese is misschien wat te simpel.
De vroegere waarnemingen aan dwergstelsels (engels: globular clusters) brachten al snel aan het licht dat het gros van deze bolvormige sterrenhopen bestond uit sterren met grotendeels dezelfde kenmerken. Veelal sterren die zich allemaal bevonden binnen een bepaald deel van het tijdpad van het proces van de fusie van waterstofgas tot helium. De aanwezigheid van andere elementen – die ontstaan tijdens supernova’s – werd in deze bolvormige sterrenhopen niet of nauwelijks waargenomen. En worden deze elementen wel waargenomen, dan baart zo’n ontdekking ook gelijk aardig wat opzien, zoals deze publicatie in de zomer van 2007'.
Deze kennis van de sterrenhopen kwam tot stand door het verrichten van metingen aan individuele sterren. Onder andere de meting van hun absolute magitude (maat voor de lichtkracht) en color index (oppervlakte temperatuur op basis van de verhouding tussen de lichtkracht in blauw licht en zichtbaar licht). In de onderstaande figuur zie je het Herzsprung-Russell diagram van een groot aantal individuele sterren binnen de sterrenhoop M3.
Een Herzsprung-Russell diagram van sterren in sterrenhoop M3.
De omstandigheden van de ster binnen een bolvormige sterrenhoop verschillen aanzienlijk van die van de sterren binnen een groot sterrenstelsel als ons melkwegstelsel. De sterren binnen een bolvormige sterrenhoop staan veel en veel dichter bij elkaar. In het verleden hebben sterrenkundigen zich dan ook afgevraagd hoe oud deze sterren mogelijkerwijze konden zijn. Kennis die belangrijk is om te weten of deze sterrenhopen jonger, even oud of misschien zelfs ouder zijn dan ons melkwegstelsel. De analyse van de Hubble-waarnemingen in 1995 aan de sterrenhoop M4 – onderdeel van de periferie van ons melkwegstelsel en weergegeven in de bovenste afbeelding – hebben aan het licht gebracht dat binnen dit stelsel een aantal witte dwergen aanwezig zijn waarvan de ouderdom op circa 13 miljard jaar wordt geschat (zie onderstaande afbeelding: de witte dwergsterren zijn omcirkelt). Een ouderdom die vermoedelijk van dezelfde orde is als de leeftijd van ons melkwegstelsel.
Al deze ontdekkingen hebben de astronomen tot de overtuiging gebracht dat hun hypothese in grote lijnen nog zo gek niet is. Het skelet van grote sterrenstelsels is dan voor een belangrijk deel ontstaan door de samenklontering van kleinere sterrenstelsels en bolvormige sterrenhopen. En het spreekt dan ook voor zich dat het speuren naar de “fossiele” overblijfselen van deze vroegere gebeurtenissen binnen ons eigen melkwegstelsel een serieuze aangelegenheid is.
In het tijdschrift Nature van 26-11-09 wordt deze hypothese door een publicatie in een wat ander daglicht geplaatst. Jae-Woo Lee en zijn collega’s van de Sejong universiteit in Seoul, Zuid-Korea, hebben nogmaals 37 van de circa 150 zichtbare bolvormige sterrenhopen rond ons melkwegstelsel heel nauwkeurig onderzocht. Op basis van o.a. de analyse van de spectraallijnen van het licht van individuele sterren binnen deze sterrenhopen in relatie tot hun color index en absolute magnitude zijn Jae-Woo Lee en zijn collega’s tot de slotsom gekomen dat een deel van de sterrenhopen – met omega centauri (zie onderstaande afbeelding) als grootste exponent – naar alle waarschijnlijkheid oorsponkelijk niet als “sterrenhoop” is ontstaan. Deze de bolvormige sterrenhopen zijn hoogstwaarschijnlijk de overgebleven kernen van mini-sterrenstelsels (d.w.z. kleine roterende sterrenstelsels). Deze dwergsterrenstelsels zijn ooit door de enorme massa van een groot sterrenstelsel ingevangen en hebben in de loop der tijd hun “lossere” sterren aan het grote sterrenstelsel afgestaan.
Jae-Woo Lee en zijn collega’s baseren deze conclusie o.a. op de waargenomen aanwezigheid van sporen van calcium en andere zwaardere elementen in de elektromagnetische straling van individuele sterren binnen een deel van de onderzochte sterrenhopen. Elementen die alleen maar op deze schaal kunnen voorkomen als de bewuste sterrenhoop in het verleden verschillende type IIsupernova explosies heeft gekend. Op grond van de gravitatiekrachten binnen deze sterrenhopen is de aanwezigheid van o.a. calcium op deze schaal niet verklaarbaar.
Deze hypothese van Jae-Woo Lee en zijn collega’s betekent in feite een verdere detaillering van eerder onderzoek door de nederlandse astronoom Pieter Oosterhoff (zie Wikipedia: metallic content of globular clusters). Verwarrend is dat zeer grote elliptische sterrenstelsels ook deze verdeling in 2 typen “metal-poor” en “metal-rich” sterren blijken te bezitten.
Een directe aanwijzing voor de juistheid van de hypothese van Jae-Woo Lee en zijn collega’s zou de aanwezigheid zijn van een veel grotere hoeveelheid donkere materie bij deze “gestripte” dwergstelsels.
Maar helaas, ander onderzoek geeft aanleiding tot de veronderstelling dat de aanwezigheid van donkere materie in bolvormige sterrenhopen niet los gezien kan worden van de aanwezigheid van de halo van donkere materie van het dominerende grote sterrenstelsel.
De moraal? Ondanks alle verfijnde waarnemingsinstrumenten en het gebruik van computersimulaties blijft het heel moeilijk om op basis van de bekende referentiekaders tot ondubbelzinnige modellen te komen over het ontstaan en de ontwikkeling van de huidige grote sterrenstelsels. En zelfs die kleine simpele bolvormige sterrenhopen blijken misschien niet dat te zijn waar wij deze ooit voor aanzagen.
Astronomen veronderstellen al heel lang dat grote spiraalvormige en elliptische sterrenstelsels samensmeltingen zijn van dwergsterrenstelsels en sterrenhopen. Dankzij de moderne telescopen op aarde en in de ruimte hebben zij beelden van dwergsterrenstelsels die in aanraking zijn of komen met grote sterrenstelsels. Daarom wordt de aandacht wat verlegd naar de mogelijke waarneembare overblijfselen binnen de sterrenstelsels. Maar de gekoesteerde hypothese is misschien wat te simpel.
11-09 wordt deze hypothese door een 
hypothese van Jae-Woo Lee en zijn collega’s zou de aanwezigheid zijn van een veel grotere hoeveelheid donkere materie bij deze “gestripte” dwergstelsels. 