Sterren trekken elkaar aan door hun onderlinge zwaartekracht, en komen daarom vrijwel alleen voor in groepen, de zogeheten sterrenstelsels (`galaxies'). Sterrenstelsels zijn de bouwstenen van het heelal. Ieder sterrenstelsel bevat zo'n 10^{12} (miljoen keer miljoen) sterren, alsmede een zekere hoeveelheid los gas dat zich tussen de sterren bevindt. De sterren die wij met het blote oog kunnen waarnemen staan allen in hetzelfde sterrenstelsel als onze zon. Ons sterrenstelsel is sterk afgeplat en is bij benadering schijfvormig. Als men langs de richting van de schijf kijkt ziet men veel meer sterren (en dus veel meer licht) dan wanneer men loodrecht op de schijf kijkt. Ons eigen sterrenstelsel openbaart zich daarom aan ons als een lichtende band aan de hemel: de Melkweg. Naast ons eigen stelsel zijn er nog ontelbaar veel andere sterrenstelsels in het heelal. De meeste van deze sterrenstelsels staan zeer ver weg. Ondanks het feit dat ze veel meer licht uitzenden dan een individuele ster zijn ze met het blote oog niet of nauwelijks waarneembaar. Grote telescopen zijn vereist om ze in detail te kunnen bestuderen.
Sterrenstelsels zijn zeer oud, bijna net zo oud als het heelal zelf, en zijn in stabiel dynamisch evenwicht. Het grootste deel van mijn onderzoek behoort tot het vakgebied van de sterdynamica. Dit vakgebied bestudeert de bewegingen van de sterren in sterrenstelsels. Het kent zowel een observationele als een theoretische kant. Aan de ene kant is er de vraag hoe men informatie over de bewegingen van de sterren in een sterrenstelsel kan afleiden uit waarnemingen. Aan de andere kant is er de vraag hoe deze waarnemingen begrepen kunnen worden met de kennis die wij hebben over de wetten van de zwaartekracht en van de fysica in het algemeen.
Sterrenstelsels kunnen ruwweg in twee soorten worden verdeeld: schijfstelsels en elliptische stelsels. Ons eigen Melkwegstelsel behoort tot de eerste categorie. Schijfstelsels hebben van boven bezien vaak een opvallende spiraalstructuur en worden daarom ook wel spiraalstelsels genoemd. Elliptische sterrenstelsels hebben ongeveer de vorm van een afgeplatte bol. De mate van afplatting varieert van stelsel tot stelsel. De twee verschillende soorten stelsels onderscheiden zich niet alleen door hun vorm, maar ook door hun dynamische eigenschappen. De sterren in schijfstelsels bewegen bij benadering op cirkelbanen rond het centrum van het stelsel. Dit is analoog aan de beweging van de aarde rond de zon, maar de tijdschaal van de beweging is veel langer. Zo draait de aarde in e'en jaar om de zon, terwijl de zon en de aarde samen in 250 miljoen jaar e'en maal rond het centrum van de Melkweg draaien. Ik zelf heb veel onderzoek gedaan aan elliptische sterrenstelsels. De bewegingen van de sterren in deze stelsels zijn meer gecompliceerd en gevarieerd dan die in schijfstelsels. Er is een grote verscheidenheid aan mogelijke baanvormen. Bijvoorbeeld, sommige sterren bewegen op cirkelbanen, terwijl anderen op radiele banen bewegen (heen en weer zoals een tennisbal tijdens een lange rally).
Het is om twee redenen belangrijk om de bewegingen van sterren in
sterrenstelsels te begrijpen. Ten eerste bevatten ze belangrijke
informatie over de vorming van sterrenstelsels. De sterren in
sterrenstelsels staan ver van elkaar af en botsen daarom vrijwel nooit
met elkaar. Gemiddeld gezien is slechts e'en op de honderdduizend
sterren in een sterrenstelsel wel eens op een andere ster gebotst. De
beweging van een ster is daarom in het algemeen niet aan grote
plotselinge veranderingen onderhevig, en sterrenstelsels zien er nu
nog ongeveer hetzelfde uit als direct na hun vorming. Uit de
bewegingen van de sterren kan men dus iets leren over de toestand van
het heelal in de tijd dat sterrenstelsels gevormd werden, zo'n 10
miljard jaar geleden. Een tweede reden waarom kennis over
sterbewegingen belangrijk is, is dat ze informatie verschaffen over de
totale hoeveelheid materie in sterrenstelsels (omdat de bewegingen het
directe gevolg zijn van de zwaartekrachtaantrekking door andere
materie). Pas vrij recentelijk heeft men door studie van de bewegingen
van de sterren en het losse gas in sterrenstelsels kunnen aantonen dat
de totale massa van sterrenstelsels in het algemeen groter is dan de
totale massa van de zichtbare materie. Hieruit volgt dat
sterrenstelsels een zekere hoeveelheid `donkere materie' bevatten,
d.w.z., materie die wel massa heeft, maar geen licht uitzendt. Tot op
heden is de preciese aard van deze donkere materie onbekend, alhoewel
er vele mogelijkheden zijn. Vermoedelijk is zelfs het grootste deel
van alle materie in het heelal donker.
Show more information about my research.
Return to my home page.