Wanneer je op een heldere nacht naar de hemel kijkt, zie je misschien meer dan alleen losse sterren. Soms lichten er kleine groepjes of nevelige vlekjes op: dat zijn sterrenhopen. Het zijn natuurlijke verzamelingen van sterren die samen geboren zijn uit dezelfde reusachtige gas- en stofwolk. Omdat ze dezelfde leeftijd en chemische samenstelling hebben, maar verschillende massa’s, zijn sterrenhopen voor astronomen ware “laboratoria” om de levensloop van sterren te bestuderen.
Sterrenhopen komen in twee verschillende vormen voor:
- Open sterrenhopen
Losse, vaak onregelmatig gevormde groepen van enkele tientallen tot een paar duizend sterren. Ze ontstaan uit grote moleculaire wolken en liggen meestal in de schijf van de Melkweg. Bekende voorbeelden: De Pleiaden (M45) in het sterrenbeeld Stier, zichtbaar met het blote oog als een “mini-Sterrenbeeld van de Grote Beer”. De Hyaden, eveneens in Stier, dicht bij Aldebaran. Open hopen zijn relatief jong (enkele miljoenen tot honderden miljoenen jaren oud) en vallen na verloop van tijd uit elkaar doordat zwaartekrachtsinvloeden van andere sterren en gaswolken de groep verstoren. - Bolvormige sterrenhopen
Compacte, bolvormige verzamelingen van tienduizenden tot soms miljoenen sterren. Ze behoren tot de oudste objecten in ons melkwegstelsel, vaak meer dan 10 miljard jaar oud. Bolhopen bevinden zich in de halo van de Melkweg, ver buiten de galactische schijf. Bekende voorbeelden: M13 in Hercules, zichtbaar met een kleine telescoop als een schitterende lichtbal van duizenden sterren. Omega Centauri, de grootste bolhoop van onze Melkweg, die zelfs met het blote oog waarneembaar is op het zuidelijk halfrond.
Omdat de sterren in een hoop ongeveer tegelijk zijn ontstaan, maar verschillende massa’s hebben, vormen ze een ideaal studieobject. Astronomen kunnen zo de leeftijd schatten door te zien welke sterren de hoofdreeks verlaten hebben in het Hertzsprung-Russell-diagram. Daarnaast kunnen ze ook de chemische samenstelling onderzoeken. Sterren in een hoop hebben vaak dezelfde metalen (elementen zwaarder dan helium), wat iets vertelt over de omstandigheden waarin ze gevormd zijn. Ook kunnen astronomen er de sterrenontwikkeling testen, door de diverse evolutiestadia in één en dezelfde groep te vergelijken.
Hoe ontstaan sterrenhopen?
Sterrenhopen ontstaan in enorme moleculaire wolken, ook wel stellaire kraamkamers genoemd. Deze wolken bestaan uit koud gas (vooral waterstof) en stof, verspreid over tientallen tot honderden lichtjaren. Onder invloed van zwaartekracht, schokgolven van nabije supernova’s of botsingen van gaswolken begint de wolk samen te trekken. In deze samentrekkende wolken vormen zich talloze dichte kernen, die ieder het beginpunt zijn van een ster. Omdat de wolk vaak groot en massief is, ontstaan er honderden tot duizenden sterren tegelijk.
- Open sterrenhopen
Ontstaan in de schijf van een melkwegstelsel. Bevatten enkele tientallen tot duizenden sterren. Voorbeelden zijn de Pleiaden en de Hyaden in het sterrenbeeld Stier. Ze zijn relatief jong (enkele miljoenen tot honderden miljoenen jaren oud). Na verloop van tijd drijven de sterren langzaam uit elkaar door invloeden van zwaartekracht van nabije gaswolken en sterren in de Melkweg. - Bolvormige sterrenhopen
Ontstaan uit de meest massieve moleculaire wolken, meestal in de vroege geschiedenis van een sterrenstelsel. Ze bevatten tienduizenden tot miljoenen sterren, compact bijeengepakt in een bolvorm. Omdat ze vaak ouder zijn dan 10 miljard jaar, behoren bolhopen tot de oudste objecten die we kennen. Voorbeelden zijn M13 in Hercules en Omega Centauri. Ze blijven bestaan omdat hun zwaartekracht de sterren stevig bijeenhoudt.
Gekende objecten in de oudheid
Sterrenhopen behoren tot de meest indrukwekkende objecten aan de nachtelijke hemel. Maar de weg naar hun ontdekking en begrip was een langzaam proces dat eeuwen heeft geduurd en nauw verweven is met de ontwikkeling van de telescoop en de moderne sterrenkunde. Lang voordat er telescopen bestonden, zagen mensen al kleine groepjes sterren die als nevelige vlekken aan de hemel leken te staan. De Pleiaden in het sterrenbeeld Stier waren al duizenden jaren geleden bekend bij beschavingen over de hele wereld, van de Babyloniërs tot de Grieken en de Maya’s. Ook de Hyaden, in hetzelfde sterrenbeeld, werden door de oud-Grieken opgemerkt en met mythologische verhalen verbonden. Voor de oude waarnemers waren sterrenhopen geen aparte categorie objecten: ze werden vooral gezien als opvallende groepen sterren met culturele of religieuze betekenis.
De echte ontdekking van de ware aard van sterrenhopen kwam in 1610 met Galileo Galilei, die als een van de eersten een telescoop op de hemel richtte. Hij keek naar nevelachtige vlekjes zoals de Pleiaden en ontdekte dat deze bestonden uit talloze afzonderlijke sterren, die met het blote oog niet van elkaar te onderscheiden waren. Daarmee werd duidelijk dat de hemel vol zat met sterrengroepen die verborgen bleven voor het menselijk oog. Deze waarnemingen markeerden het begin van de moderne studie van sterrenhopen. In de 18e eeuw begon de Franse astronoom Charles Messier zijn beroemde catalogus van nevelachtige objecten aan de hemel. Hij wilde voorkomen dat kometenjagers (waaronder hijzelf) verward raakten door wazige vlekjes die géén kometen waren. Tot die lijst behoren veel sterrenhopen, zoals M13 in Hercules en M45 (de Pleiaden). Rond dezelfde tijd werkten William Herschel en later zijn zoon John Herschel aan systematische sterrenkatalogi. Zij telden en analyseerden sterren in hopen en ontdekten dat bolhopen geconcentreerd zijn rond het galactisch centrum. Dit was een van de eerste aanwijzingen voor de structuur van de Melkweg.
Met de komst van fotografie in de 19e eeuw konden sterrenhopen veel gedetailleerder worden bestudeerd. Lange belichtingen lieten duizenden sterren zien, zelfs in de dichtste bolhopen. Astronomen ontdekten dat open sterrenhopen relatief jong zijn en zich in de galactische schijf bevinden. Bolvormige sterrenhopen daarentegen bleken extreem oud: meer dan 10 miljard jaar. Ze werden daarmee de sleutel tot ons begrip van de vroege geschiedenis van de Melkweg. Vandaag de dag gebruiken astronomen sterrenhopen als natuurlijke laboratoria. Omdat de sterren in een hoop allemaal rond dezelfde tijd zijn ontstaan, maar verschillende massa’s hebben, zijn ze ideaal om de levensloop van sterren te testen. Met behulp van telescopen zoals Hubble en James Webb kijken wetenschappers zelfs naar sterrenhopen in andere melkwegstelsels. Daarmee kunnen we niet alleen onze eigen Melkweg beter begrijpen, maar ook de evolutie van sterrenstelsels in het algemeen.
Perfecte hemelobjecten voor amateur-astronomen!
Sterrenhopen behoren tot de mooiste objecten om zelf waar te nemen. Open hopen zoals de Pleiaden zijn al zichtbaar met het blote oog, en door een verrekijker of kleine telescoop worden ze een betoverend geheel van tientallen blauwe sterren. Bolhopen zoals M13 of M92 tonen in een telescoop hun volle pracht: duizenden sterren samengepakt in een lichtbal, alsof je in de kern van de Melkweg kijkt. Sterrenhopen zijn bovendien uitstekende “instapobjecten”: ze zijn helder, gemakkelijk te vinden en belonen de waarnemer met een spectaculair zicht.
