Wanneer we op een donkere nacht omhoogkijken, zien we duizenden sterren aan de hemel. Maar wat we met het blote oog niet kunnen bevatten, is dat deze sterren slechts een minuscuul deel vormen van een veel grotere structuur: een sterrenstelsel. Sterrenstelsels zijn gigantische verzamelingen van sterren, gas, stof, planeten en donkere materie, gebonden door zwaartekracht. Ze zijn de fundamentele bouwstenen van het universum, en zonder hen zou de kosmos er heel anders uitzien.
Eeuwenlang dacht men dat alle sterren die we zien, zich in één enkel stelsel bevonden: de Melkweg. Tot in de vroege 20e eeuw waren de zogenaamde "spiraalnevels", wazige vlekjes die door telescopen zichtbaar waren – onderwerp van discussie. Waren dit gaswolken binnen onze eigen Melkweg, of zelfstandige universa op zich? Het debat werd beslecht in de jaren 1920 door Edwin Hubble. Hij ontdekte met de 100-inch telescoop op Mount Wilson dat in de Andromedanevel afzonderlijke sterren te onderscheiden waren. Daarmee bewees hij dat Andromeda een sterrenstelsel buiten de Melkweg was. Zijn onderzoek leidde tot de realisatie dat het heelal veel groter en rijker is dan men ooit had gedacht.
Uit wat bestaat een sterrenstelsel?
Een sterrenstelsel is een enorme verzameling van:
- Sterren: variërend van pasgeboren reuzen tot oude, bijna uitgebrande dwergen.
- Gas en stof: de grondstoffen waaruit nieuwe sterren en planeten ontstaan.
- Planetenstelsels: zoals ons eigen zonnestelsel, ingebed in de Melkweg.
- Donkere materie: onzichtbare massa die de meeste zwaartekracht in een sterrenstelsel levert.
Sterrenstelsels variëren enorm in grootte: sommige dwergstelsels bevatten enkele honderden miljoenen sterren, terwijl reuzenstelsels honderden miljarden sterren kunnen herbergen.
Een van de meest intrigerende eigenschappen van sterrenstelsels is dat ze niet bij elkaar gehouden zouden kunnen worden door alleen de zichtbare materie. Wanneer astronomen de rotatiesnelheden van sterren in de buitenste regio’s meten, blijkt dat ze veel sneller bewegen dan verwacht. Dit kan alleen worden verklaard als er een enorme hoeveelheid onzichtbare massa, oftewel donkere materie, aanwezig is. Donkere materie vormt waarschijnlijk een halo rondom elk sterrenstelsel en levert de “lijm” die ze bij elkaar houdt. Zonder deze onzichtbare component zouden sterrenstelsels eenvoudig uit elkaar vallen.
Omdat licht er miljarden jaren over doet om ons te bereiken, zien we verre sterrenstelsels zoals ze er lang geleden uitzagen. Telescopen zoals de Hubble Space Telescope en de James Webb Space Telescope hebben ons in staat gesteld sterrenstelsels te bestuderen die ontstonden slechts enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal. Ze geven ons een kijkje in de kindertijd van het universum en helpen ons begrijpen hoe de eerste structuren zich vormden. De aantallen zijn duizelingwekkend. Astronomen schatten dat er in het waarneembare heelal minstens 2 biljoen sterrenstelsels bestaan. Elk sterrenstelsel bevat op zijn beurt miljarden tot honderden miljarden sterren.
