Donkere materie is precies dat - het is donker.
Verspreid over het universum, heeft deze mysterieuze materie geen interactie met licht, waardoor het uiterst moeilijk te detecteren is. Wetenschappers moeten donkere materie nog niet direct meten, maar er wordt gedacht dat dit ongeveer 27 procent van het universum uitmaakt (vergeleken met slechts 5 procent bestaande uit bekende materie zoals sterren en sterrenstelsels). Zonder donkere materie zouden theoretische modellen van ons universum gewoon niet kloppen.
Maar het idee dat donkere materie een noodzakelijk ingrediënt is voor sterrenstelsels wordt op de proef gesteld, meldt Will Dunham bij Reuters. Astronomen hebben een verre melkweg gevonden die geen - of bijna geen - donkere materie lijkt te bevatten.
Onderzoekers detecteerden de schaarse, doorzichtige melkweg genaamd NGC1052-DF2 met behulp van de Dragonfly Telephoto Array, een telescoop uit New Mexico, gebouwd van cameradelen die is ontworpen om zeer zwakke galactische structuren te detecteren. Ze volgden vervolgens de analyse op en verzamelden meer gegevens met behulp van de Hubble Space Telescope en de Gemini North en Keck Observatories in Hawaii.
Analyse laat zien dat de ultradiffuse DF2 ongeveer 6, 5 miljoen lichtjaar verwijderd is en ongeveer even groot is als ons eigen Melkwegstelsel, maar 200 keer minder sterren bevat. De scopes detecteerden 10 compacte groepen van deze sterren, ook bekend als bolvormige clusters, in de melkweg, volgens een persbericht van Gemini. Maar die clusters bewogen veel langzamer dan de modellen van de wetenschappers voorspelden, wat suggereert dat er minder massa in het systeem was dan zou worden verwacht als er donkere materie aanwezig was. De onderzoekers detailleren hun resultaten in een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
"Als er helemaal geen donkere materie is, is het heel weinig", zegt Pieter van Dokkum van Yale, leider van het onderzoeksteam. "De sterren in de Melkweg kunnen de hele massa verklaren en er lijkt geen elke ruimte voor donkere materie. '
DF2 brengt actuele theorieën over hoe sterrenstelsels ontstaan, omhoog die voorspellen dat de zwaartekracht van donkere materie nodig is om vroege sterrenstelsels bij elkaar te houden. "Het is alsof je een sterrenstelsel neemt en je hebt alleen de schitterende halo en bolvormige clusters, en het is op de een of andere manier vergeten al het andere te maken, " zegt Van Dokkum in het persbericht over DF2. “Er is geen theorie die dit soort sterrenstelsels voorspelde. De Melkweg is een compleet mysterie, want alles is vreemd. Hoe je eigenlijk een van deze dingen gaat vormen, is volkomen onbekend. '
Hoewel de vondst het bestaan van Dark Matter lijkt te weerleggen - of suggereert dat het niet nodig is voor de vorming van sterrenstelsels - kan het eigenlijk precies het tegenovergestelde doen. De ontdekking van DF2 markeert een belangrijke stap in het bevestigen van het bestaan van de donkere materie.
Zoals Nola Taylor Redd op Space.com meldt, beweren theorieën die het bestaan van donkere materie betwisten dat de zwaartekrachteffecten die wetenschappers aan de stof toeschrijven kunnen worden verklaard door aanpassingen aan wat we weten over zwaartekracht en astrofysica. "In die theorieën is donkere materie niet echt, maar een illusie, veroorzaakt door ons gebrek aan kennis van zwaartekracht op grote schaal, " zegt van Dokkum. "Als dat het geval is, zou elke melkweg een handtekening van donkere materie moeten tonen - het is niet iets dat je in die modellen kunt in- of uitschakelen." Maar DF2 lijkt geen donkere materie te hebben, wat suggereert dat de kwestie niet alleen een "illusie" is of een glitch in de vergelijking.
Zoals Ryan F. Mandelbaum bij Gizmodo meldt in 2016 hetzelfde team van astronomen een ander ultradiffuus sterrenstelsel genaamd Dragonfly 44 dat lijkt te zijn gemaakt van 99, 99 procent donkere materie, waaruit blijkt hoe vreemd en variabel deze diffuse sterrenstelsels kunnen zijn.
Dus als er geen donkere materie aanwezig was om DF2 te helpen vormen, hoe is het dan gekomen? Zoals Redd meldt, denken de onderzoekers dat het gevormd zou kunnen zijn toen twee andere sterrenstelsels samensmolten. De diffuse DF2 zou kunnen zijn gemaakt van gas en afval dat tijdens die fusie is afgeworpen. Een andere mogelijkheid is dat interstellaire winden voldoende materiaal verzamelden om het melkwegstelsel te laten samensmelten.
Volgens het persbericht heeft het team 23 andere diffuse sterrenstelsels geïdentificeerd, waaronder drie met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met DF2, en hopen deze snel te kunnen onderzoeken om hun geheimen te onthullen.
Noot van de redactie 2 april 2018: dit artikel is gecorrigeerd om te stellen dat DF2 6, 5 miljoen lichtjaar verwijderd is en geen 6, 5 miljard lichtjaar. Onze excuses voor de fout.
