Een wetenschappelijk onderzoek naar de sterrenpopulaties van onze Melkweg wijst op een stervormingsgeschiedenis die na een vroege piek gestaag is afgenomen. Door voor het eerst witte dwergen en niet-gedegenereerde sterren in één consistent model te analyseren, konden astronomen de evolutie van het sterrenstelsel nauwkeuriger in kaart brengen.
In een recent onderzoek, dat op 12 november 2026 werd gepubliceerd via de preprint-server arxiv.org, presenteren onderzoekers K. Sysoliatina en Akash Vani een nieuwe methode om de geschiedenis van de Melkweg te reconstrueren. De kern van hun analyse ligt bij de witte dwergen: de compacte overblijfselen van sterren. Omdat deze objecten afkoelen op een voorspelbare manier, fungeren ze als een soort 'fossiel archief' van de stervorming in het verleden.
De introductie van CALOMERA
Tot nu toe werden witte dwergen vaak apart gemodelleerd van de actieve sterrenpopulatie. Dit betekende dat er geen enkelvoudige set aannames was die beide groepen sterren tegelijkertijd kon verklaren. Om dit op te lossen hebben de onderzoekers CALOMERA ontwikkeld, een semi-analytisch chemo-dynamisch kader voor populatiesynthese.
Binnen dit nieuwe systeem worden de verticale dichtheidsprofielen van subpopulaties met dezelfde leeftijd zelfconsistent berekend in relatie tot het Galactische potentiaal. Dit model is gekoppeld aan moderne koelsequenties voor witte dwergen, synthetische fotometrie en levensduur van sterren die afhankelijk zijn van hun metalliciteit. Volgens de publicatie op stelt dit wetenschappers in staat om een veel completer beeld te krijgen van de stellaire evolutie.
Resultaten uit de Gaia DR3-dataset
Voor de kalibratie van het model gebruikten de wetenschappers een uitgebreide steekproef uit de Gaia DR3-data. Deze dataset bevat bijna 8 miljoen sterren binnen een straal van één kiloparsec, waarvan ongeveer 110.000 witte dwergen zijn.
De resultaten van deze kalibratie zijn opvallend accuraat. Het model reproduceert de sterrentellingen in verschillende regio's van het kleur-magnitude-diagram met een afwijking van slechts 3%. Het totale aantal sterren komt zelfs binnen 0,5% overeen met de waarnemingen. Ter vergelijking: eerdere kalibraties die enkel gebaseerd waren op hoofdreekssterren, voorspelden een overschot aan witte dwergen van maar liefst 81%, zoals beschreven in de .
Inzichten in de stervormingsgeschiedenis
De meest significante conclusie uit het onderzoek is de reconstructie van de stervormingsgeschiedenis (SFH) van de Melkweg. De data tonen aan dat de stervorming vroeg in de geschiedenis van het stelsel een piek bereikte, waarna deze exponentieel is afgenomen.
Ondanks deze algemene daling vertoont de geschiedenis wel twee recente 'uitbarstingen' van stervorming. Deze vonden plaats op respectievelijk ongeveer 2,4 miljard jaar en 0,5 miljard jaar geleden. Om de betrouwbaarheid van deze resultaten te testen, maakten de onderzoekers gebruik van drie verschillende koelbibliotheken (Montréal, BaSTI en LPCODE), die allemaal vergelijkbare resultaten opleverden.
Toekomstige toepassingen en substellaire objecten
Naast de analyse van witte dwergen heeft het team het CALOMERA-raamwerk uitgebreid naar het substellaire regime. Door gebruik te maken van ATMO-modellen kunnen zij nu voorspellingen doen over de populaties van L-, T- en Y-dwergen in de Melkweg. Deze voorspellingen zijn met name relevant voor de diepe velden die worden waargenomen door de James Webb Space Telescope (JWST).
Het onderzoek, dat is ingediend bij het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), biedt hiermee niet alleen een blik in het verleden van ons sterrenstelsel, maar levert ook een instrument voor toekomstige surveys met verschillende dieptes. De volledige details van de 20 pagina's tellende tekst en de bijbehorende figuren zijn beschikbaar via de .