Een nieuwe studie waarin gegevens van twee krachtige ruimtetelescopen worden geanalyseerd, schetst een ontnuchterend beeld van de toekomst van het universum: hoewel deze nog niet snel zal eindigen, heeft de stervorming al zijn hoogtepunt bereikt en bevindt de kosmos zich op een langzaam maar gestaag pad richting koudere en stillere tijden.
Deze conclusie komt van een internationaal team van 175 onderzoekers die waarnemingen van de Euclid- en Herschel-telescopen van de European Space Agency combineerden. Ze onderzochten de warmte die wordt uitgestraald door sterrenstof in meer dan twee miljoen sterrenstelsels die miljarden lichtjaren beslaan, en creëerden zo de meest gedetailleerde temperatuurkaart van het universum tot nu toe.
Hoewel deze kosmische afkoeling stapsgewijs lijkt – de gemiddelde galactische temperatuur is de afgelopen tien miljard jaar met slechts 10 Kelvin gedaald – heeft deze diepgaande gevolgen. Deze kleine verandering weerspiegelt een aanzienlijke vertraging in de snelheid van stervorming. Sterrenstelsels met hete kernen worden geboren uit dichte wolken van gas en stof, waar intense zwaartekracht de geboorte van nieuwe sterren veroorzaakt. Naarmate deze sterren ouder worden en sterven, verrijken ze hun omgeving met zwaardere elementen en dragen ze bij aan het galactische ‘stof’ dat toekomstige generaties sterren van brandstof voorziet.
‘De hoeveelheid stof in sterrenstelsels en hun stoftemperaturen zijn al miljarden jaren aan het afnemen’, legt co-auteur Douglas Scott uit, een kosmoloog aan de Universiteit van British Columbia (UBC). Dit betekent, zo voegt hij eraan toe, dat we ‘het tijdperk van maximale stervorming voorbij zijn’.
Een universum dat ‘kouder en doder wordt’
De onderzoekers erkennen dat deze neerwaartse trend weliswaar duidelijk is, maar niet de naderende ondergang van het universum aangeeft. Het duurt biljoenen en biljoenen jaren voordat deze processen zich ontvouwen. Maar zelfs met een extreem lange levensduur – geschat op ergens tussen de 33 miljard en een verbijsterend groot aantal (één gevolgd door 78 nullen) – bevindt het universum zich niet langer in zijn uitbundige, stervormende bloei.
‘Het heelal zal van nu af aan alleen maar kouder en doder worden’, zegt Scott eenvoudigweg.
De kosmos in kaart brengen: de bijdrage van Euclides
Dit onderzoek bouwt voort op gegevens die eerder dit jaar zijn vrijgegeven door ESA’s Euclid-telescoop, die een missie begon om een derde van de nachtelijke hemel in ongekend detail in kaart te brengen. Het catalogiseert al waarnemingen van meer dan 1,5 miljard sterrenstelsels, met als doel een ultiem beeld te krijgen dat miljarden lichtjaren teruggaat.
De onderzoekers combineerden de zichtbare en nabij-infraroodgegevens van Euclides met oudere waarnemingen van het Herschel Space Observatory, dat gespecialiseerd was in het detecteren van ver-infraroodlicht – het soort dat wordt uitgezonden door hitte in stofwolken. Deze benadering met meerdere golflengten stelde hen in staat een completer beeld te creëren van galactische temperaturen en de geschiedenis van stervorming dan ooit tevoren.
Een stofgedreven verhaal
De trend van afkoeling wordt veroorzaakt door het afnemende aanbod van brandstof voor nieuwe sterren – het gas en stof dat in sterrenstelsels wordt aangetroffen. Terwijl sommige sterrenstelsels hun voorraad voortdurend aanvullen door fusies of galactische interacties, verliezen andere dit materiaal in de loop van de tijd. Superzware zwarte gaten in de centra van veel sterrenstelsels kunnen ook de stervorming verstoren door gas en stof de ruimte in te drijven. Uiteindelijk raken deze ‘uitgedoofde’ sterrenstelsels zonder brandstof en verdwijnen ze, waardoor een universum achterblijft waar minder sterren ontbranden en fonkelen in de enorme duisternis.
Hoewel deze kosmische toekomst somber lijkt, is het eenvoudigweg de natuurlijke voortgang van een immens, zich steeds verder ontwikkelend systeem. Het universum zal gedurende onvoorstelbaar lange tijdsperioden blijven bestaan – maar de dynamische jeugdfase van snelle stergeboorte is voorbij. Het tijdperk van galactische expansie en vurige stellaire creatie loopt ten einde, waardoor een kosmos achterblijft die geleidelijk in koelere rust terechtkomt.
