Al honderdduizenden jaren kijkt de mensheid naar de nachtelijke hemel met één vraag in het achterhoofd: wat is daar nog meer?
Er is natuurlijk de maan (8), en dan de zon. En naarmate onze blik op de nachtelijke hemel scherper werd, hebben we ook andere objecten ontdekt, zoals de zeven andere planeten die om de zon draaien en hun vele manen. We hebben kometen en asteroïden gezien, zwarte gaten en sterrenstelsels, vol met miljoenen sterren. Op erg donkere nachten kun je zelfs de randen van ons eigen Melkwegstelsel zien.
Zo hoeveel sterrenstelsels zijn er precies? Volgens de huidige schattingen zouden er wel 2 triljoen – dat is triljoen met een T – sterrenstelsels in het waarneembare heelal kunnen zijn.
Elk sterrenstelsel heeft z’n eigen unieke eigenschappen en kenmerken. In de loop van miljoenen jaren vormen ze gassen, stof, sterren, planeten en manen. In het centrum van de meeste sterrenstelsels bevindt zich een superzwaar zwart gat, dat aan nabije sterren trekt.
De beroemde astronoom Edwin Hubble bedacht in 1926 als eerste een galactisch classificatiesysteem voor de hemelse kenmerken. Volgens zijn (zeer vereenvoudigde) classificatie zijn er vijf hoofdtypen sterrenstelsels: spiraalstelsels, balkspiraalstelsels (de Melkweg is een balkspiraal), lenticulaire stelsels, elliptische stelsels en onregelmatige stelsels.
Intergalactische rekenkunde
Alleen de laatste jaren zijn we in staat om in te schatten en te begrijpen hoeveel er nog meer is in het heelal. Wetenschappers gebruiken telescopen zoals de Hubble Space Telescope en het Chandra X-ray Observatory, die zich in een baan om de aarde bevinden, en de Very Large Telescope van de European Southern Observatory om sterrenstelsels in kaart te brengen en vast te stellen hoeveel sterrenstelsels zich bevinden in een stuk van de hemel ter grootte van een speldenknop die op armlengte afstand wordt gehouden.
Het tellen van sterrenstelsels is een beetje als het spelen van een kosmisch spelletje Waar is Waldo. Astronomen moeten elk sterrenstelsel tellen dat ze in dat kleine stukje ruimte kunnen vinden en dat vervolgens extrapoleren naar de hele hemel.
Het is geen gemakkelijke taak om een fractie van de hemel af te snijden en alle sterrenstelsels daarin te identificeren over het brede spectrum van golflengten. Je moet je door stof en andere materie heen worstelen die het licht van een sterrenstelsel kunnen dempen. En het kost veel tijd voor Hubble en andere telescopen om deze beelden te maken en ze aan elkaar te plakken.
Er zijn ongetwijfeld sterrenstelsels die we niet eens kunnen zien. Omdat ons heelal uitdijt, zoemen sommige extreem verre en oude sterrenstelsels, die kort na de oerknal zijn ontstaan, sneller dan de lichtsnelheid van ons weg. Met de huidige technologie is het vrijwel onmogelijk om ze te zien.
Hubble Goes Deep
We hebben het grotendeels aan de Hubble-ruimtetelescoop te danken dat hij onze plaats in het heelal heeft belicht. Als hij niet op kometen jaagt of planeetringen telt, maakt de Hubble regelmatig gedetailleerde foto’s van kleine stukjes van de hemel. Hubble bracht de eerste Deep Field survey uit in 1995.
“We probeerden een soort willekeurig gebied van de hemel te vinden waar nog niet eerder waarnemingen waren gedaan,” vertelde Robert Williams, de voormalige directeur van het Space Telescope Science Institute, in 2016 aan Vox. Het beeld zorgde voor een revolutie in de astronomie. Aan de hand van het glinsterende beeld spotten astronomen zo’n 1.500 glinsterende sterrenstelsels. Latere beelden onthulden er nog meer.
In 2012 werd Hubble’s eXtreme Deep Field-afbeelding vrijgegeven. In de loop van tien jaar had de telescoop gedurende in totaal 50 dagen beelden gemaakt van een klein stukje hemel. Het onthulde een stuk hemel – ongeveer een tweeëndertig miljoenste van de hemel, om precies te zijn – bezaaid met twinkelende sterrenstelsels in alle soorten en maten. Aan de hand van dit nieuwe beeld hebben astronomen geschat dat er zich 100 tot 200 miljard sterrenstelsels in het waarneembare heelal bevinden.
Maar slechts vier jaar later heeft een team van onderzoekers van de Universiteit van Nottingham de Hubble-beelden opnieuw geanalyseerd en de gegevens van andere observatoria geëvalueerd, waardoor het aantal sterrenstelsels in het heelal met een factor 10 tot 2 biljoen is toegenomen. De astronomen publiceerden hun nieuwe getallen in het Astrophysical Journal.
“Het is verbijsterend dat meer dan 90 procent van de melkwegstelsels in het heelal nog moet worden bestudeerd,” vertelde astrofysicus Christopher Conselice van de Universiteit van Nottingham in het Verenigd Koninkrijk destijds aan The Atlantic. “Wie weet welke interessante eigenschappen we zullen vinden wanneer we deze sterrenstelsels ontdekken met toekomstige generaties telescopen?”
Next Generation Estimates
In zekere zin spelen we een kat-en-muisspel met het heelal. We proberen instrumenten te ontwikkelen die krachtig genoeg zijn om sterrenstelsels te zien die razendsnel van ons wegvliegen. De komende James Webb-ruimtetelescoop zal de teugels van de Hubble overnemen als de ruimtetelescoop bij uitstek om sterrenstelsels te spotten.
Het infrarood observatorium is 100 keer krachtiger dan de Hubble en zal de kosmos gedetailleerder dan ooit tevoren kunnen onderzoeken, door verre sterrenstelsels te spotten die voor elke vorige generatie telescopen te zwak waren om te zien. Astronomen hopen sterrenstelsels te kunnen zien die vlak na de oerknal zijn ontstaan, ruwweg 13,5 miljard jaar geleden. Het zal ons de meest nabije blik tot nu toe geven op het begin van alles.