Je leest:

Donkere melkweg

Donkere melkweg

Auteur: | 19 juni 2007

Astronomen breken zich al jaren het hoofd over het misvormde sterrenstelsel NGC 4254. Dat is uitgerekt alsof er een loodzwaar sterrenstelsel vlakbij staat, maar telescopen kunnen geen dader van die omvang vinden. Een internationaal onderzoeksteam laat nu zien dat het stelsel wordt opgerekt door een klont massa die bijna compleet uit onzichtbare donkere materie bestaat. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het Astrophysical Journal.

Het miljarden sterren tellende stelsel NGC 4254 heeft het zwaar te verduren. Aan één kant wordt het uitgerekt en een brug van gas en sterren verbindt het stelsel met een naburig gaswolkje. Sterrenkundigen zien zulke chaos vaker, wanneer twee zware sterrenstelsels langs elkaar scheren. De draaiende sterrenschijven trekken elkaar dan met hun zwaartekracht uiteen. Eén probleem: de enige mogelijke botsingspartner is VirgoHI 21, een kleine waterstofwolk. Er komen niet eens sterren in voor. Hoe kan het gaswolkje zulke schade aanrichten?

Driedimensionale reconstructie van sterrenstelsel NGC 4254 (grote schijf bovenin de animatie) en de waterstofwolk VirgoHI 21 (kleine sliert midden). Met de radiotelescopen van de Westerbork-array is ongeladen waterstofgas in de stelsels zichtbaar gemaakt. NGC 4254 wordt door de zwaartekracht van VirgoHI 21 vervormd en de twee zijn door een brug van gestolen materiaal verbonden. Dat kan alleen als VirgoHI 21, een klein wolkje waterstof zonder sterren, nog eens honderd keer zijn eigen gewicht aan onzichtbare donkere materie bevat. Het ringvormige stelsel NGC 4262 (onderin de animatie) staat te ver van het andere stelsel af om het zo ver uit te kunnen rekken. De verticale streep is het restant van een meetfout. bron: Robert Minchin.

Sterrenkundige Robert Minchin en zijn team denken de oplossing voor het raadsel in handen te hebben. De nabije waterstofwolk VirgoHI 21 heeft volgens het team een gigantische halo van onzichtbare donkere materie om zich heen. Daardoor is de wolk zwaar genoeg om NGC 4254 te verstoren. Minchin kon uitrekenen hoe zwaar VirgoHI 21 eigenlijk moet zijn om zijn buurstelsel te vervormen. Hij kwam uit op een massa die honderd keer zo groot is als die van de waterstofwolk zelf. Daarmee zou VirgoHI 21 voor minstens 99% uit donkere materie bestaan; tien keer zoveel als in een normaal stelsel als de melkweg.

Het wolkje VirgoHI 21 lijkt omgeven door een bijna honderd keer zo zware massa donkere materie. Die is compleet onzichtbaar voor telescopen, maar kan via zijn zwaartekracht wel invloed uitoefenen op zijn omgeving. De rode contouren geven aan waar de donkere materie geconcentreerd is. bron: Minchin et. al., ApJ. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Onzichtbare massa

Donkere materie is al jaren een hot topic in de sterrenkunde. Het spul lijkt door het hele heelal voor te komen, maar is volslagen onzichtbaar. Licht, radiogolven, röntgenstralen: die gaan er allemaal dwars doorheen. Donkere materie lijkt ook niet te reageren met deeltjes normaal materiaal. Het is spookmateriaal, dat overal dwars doorheen vliegt en nergens op reageert – behalve op zwaartekracht. Dat is ook hoe sterrenkundigen het materiaal op het spoor zijn gekomen.

Donkere materie blijkt onze melkweg bij elkaar te houden. En niet alleen ons eigen sterrenstelsel van van 200-400 miljard sterren: sterren in zowat alle onderzochte stelsels zouden door hun eigen omloopsnelheid uit het stelsel vliegen zonder de extra zwaartekracht van donkere materie. De lijm van het heelal? Sterren- en natuurkundigen zijn natuurlijk heel blij dat de zon niet de leegte tussen sterrenstelsels inschiet, maar ondertussen vragen ze zich toch af waar het mysterieuze spul uit bestaat. De bestaande deeltjesmodellen bevatten namelijk geen enkel deeltje dat die rol kan vervullen: wetenschappers zijn iets nieuws op het spoor. Misschien kunnen VirgoHI 21 en andere waarnemingen van donkere materie zoals de lichtafbuigende Bullet Cluster het probleem ophelderen.

Meer over donkere materie

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 19 juni 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.