Wanneer we een foto van het heelal zien, vallen vaak de sierlijke spiraalstelsels het meest op. Hun wervelende armen vol jonge sterren spreken tot de verbeelding. Maar niet alle sterrenstelsels zijn zo levendig van vorm. Er bestaat een klasse die juist gekenmerkt wordt door eenvoud en massiviteit: de elliptische sterrenstelsels. Deze reusachtige, bol- tot eivormige verzamelingen van sterren zijn de oude grootheden van het universum, minder spectaculair op het eerste gezicht, maar cruciaal om de levensloop van sterrenstelsels te begrijpen.
Elliptische sterrenstelsels lijken op enorme lichtbollen, zonder duidelijke schijf, spiraalarmen of stofbanden. Hun sterren zijn relatief gelijkmatig verdeeld en de helderheid neemt geleidelijk af naar de randen toe. Vergelijk ze met een zwerm vuurvliegjes die langzaam uitdooft: geen herkenbaar patroon, maar wel een duidelijke, afgeronde massa. De vorm kan variëren van bijna bolvormig tot een uitgerekte ellips.
Sterrenpopulatie
Elliptische stelsels bestaan voornamelijk uit oude, rode sterren. Ze bevatten weinig gas en stof, wat betekent dat er nauwelijks nieuwe sterren worden gevormd. Astronomen noemen ze daarom soms “dode” sterrenstelsels: de actieve geboorte van sterren, zoals we die in spiraalstelsels zien, is grotendeels voorbij. De sterren die er wel zijn, zijn vaak miljarden jaren oud, relicten uit de begintijd van het heelal. Hierdoor hebben elliptische stelsels een gelige of roodachtige kleur, in tegenstelling tot de blauwachtige tint van stervormende spiraalstelsels.
Ontstaan en evolutie
Hoe ontstaan elliptische stelsels? Het antwoord ligt in botsingen en samensmeltingen. Wanneer twee of meer sterrenstelsels elkaar naderen, worden hun structuren door zwaartekracht verstoord. Na een lange en chaotische dans smelten ze samen tot één groter geheel. Het eindproduct is vaak een elliptisch stelsel, waarin de oorspronkelijke spiraalarmen of andere structuren zijn verdwenen. Een beroemde simulatie van NASA liet zien dat onze eigen Melkweg, wanneer ze over ongeveer 4 miljard jaar botst met de Andromedanevel, uiteindelijk zal veranderen in een elliptisch stelsel.
Classificatie
De Amerikaanse astronoom Edwin Hubble introduceerde in de jaren 1920 een indelingsschema voor sterrenstelsels, de zogenaamde Hubble-stemvork. Hierin plaatste hij de elliptische stelsels aan de ene kant en de spiraalstelsels aan de andere. Elliptische stelsels kregen de aanduiding “E”, gevolgd door een cijfer dat aangeeft hoe rond of afgeplat ze lijken.
- E0 is vrijwel perfect rond.
- E7 is sterk uitgerekt en ovaal.
Hoewel Hubble zelf voorzichtig was met de evolutietheorie achter zijn schema, is het inmiddels duidelijk dat elliptische stelsels een belangrijk eindstadium in de levenscyclus van sterrenstelsels vormen.
Zwaartekrachtreuzen en zwarte gaten
Veel elliptische stelsels herbergen een superzwaar zwart gat in hun kern. Een spectaculair voorbeeld is M87, die een zwart gat bevat van maar liefst 6,5 miljard zonsmassa’s. Dit zwarte gat werd in 2019 wereldberoemd toen de Event Horizon Telescope voor het eerst een directe afbeelding van de “schaduw” ervan maakte. De aanwezigheid van zulke enorme zwarte gaten wijst erop dat elliptische stelsels niet alleen de resten zijn van botsingen, maar ook belangrijke motoren van energetische processen in het universum.
Waarneming door amateurs
Elliptische stelsels zien er voor amateurs minder spectaculair uit dan spiraalstelsels. In een telescoop tonen ze zich vaak als ronde of ovale lichtvlekken zonder veel details. Toch is hun betekenis enorm: iedere lichtvlek die je ziet is een verzameling van miljarden oude sterren. Met grotere telescopen of fotografie wordt hun gloed duidelijker zichtbaar, en sommige, zoals M87, zijn relatief eenvoudig te vinden in bekende clusters.
Overzicht van enkele belangrijke elliptische sterrenstelsels
- M87 (Virgo A)
Een reusachtig elliptisch sterrenstelsel in de Virgocluster, op ongeveer 53 miljoen lichtjaar afstand. Het is beroemd om zijn superzware zwarte gat van 6,5 miljard zonnemassa’s, waarvan in 2019 de eerste directe foto werd gemaakt. M87 bevat biljoenen sterren en een indrukwekkende jet van materie die zich duizenden lichtjaren ver in de ruimte uitstrekt. - M49
Het helderste elliptische stelsel in de Virgocluster en een van de grootste die we kennen. Het bevindt zich op circa 56 miljoen lichtjaar afstand en bevat waarschijnlijk meer dan een biljoen sterren. M49 is een belangrijk object voor het bestuderen van de centrale reuzen in clusters. - M60
Ook lid van de Virgocluster, gelegen op ongeveer 55 miljoen lichtjaar afstand. M60 heeft een diameter van zo’n 120.000 lichtjaar en herbergt een superzwaar zwart gat dat 4,5 miljard keer zo zwaar is als de Zon. Samen met zijn begeleider NGC 4647 vormt het een opvallend paar in de hemel. - M32
Een compacte elliptische dwerg die als satelliet om de Andromedanevel draait. Ondanks zijn bescheiden formaat is M32 belangrijk omdat het helpt begrijpen hoe grotere elliptische stelsels kunnen ontstaan uit fusies en hoe dwergstelsels in de loop der tijd veranderen. - NGC 1132
Een zogeheten “fossiel sterrenstelsel”, waarschijnlijk gevormd uit de fusie van een groot aantal kleinere stelsels. Het ligt op ongeveer 320 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eridanus en wordt gezien als een eenzaam overblijfsel van een voormalige cluster. - IC 1101
Het grootste bekende sterrenstelsel in het heelal, een extreem groot elliptisch stelsel in de Abell 2029-cluster, op ongeveer een miljard lichtjaar afstand. Met een diameter van naar schatting 6 miljoen lichtjaar is IC 1101 een ware zwaartekrachtkolos, die miljarden tot triljarden sterren bevat.
Het elliptisch sterrenstelsel IC 2006 - Foto: ESA/NASA/Hubble
