Een kosmisch analoog van boomringen geeft aan hoe de rotatie van de staaf in de loop van de tijd afnam
De Melkweg (geïllustreerd) bevat een centrale balk met sterren (geel) die met de melkweg meedraait. Onderzoekers rapporteerden bewijs dat de lat wordt vertraagd door de aanwezigheid van donkere materie.
Donkere materie kan een echte belemmering zijn. De aantrekkingskracht van die ongeïdentificeerde, onzichtbare materie in de Melkweg vertraagt mogelijk de roterende balk van sterren in het hart van de melkweg.
Gebaseerd op een techniek die de geschiedenis van de vertraging herschept op een manier die lijkt op het analyseren van de ringen van een boom, is de snelheid van de balk verminderd met ten minste 24 procent sinds het miljarden jaren geleden werd gevormd, rapporteren onderzoekers in de augustus Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.
Die vertraging is “een ander indirect maar belangrijk bewijs dat donkere materie een ding is, niet alleen een vermoeden, omdat dit niet zonder kan gebeuren”, zegt astrofysicus Martin Weinberg van de Universiteit van Massachusetts Amherst, die niet betrokken was bij de studie.
Veel spiraalstelsels, waaronder de Melkweg, bevatten een centraal staafvormig gebied dat dicht opeengepakt is met sterren en wordt omringd door de pinwheelende armen van het sterrenstelsel. De bar heeft ook enkele groupies: een bemanning van sterren die gevangen zijn door de zwaartekracht van de bar. Die sterren draaien om een zwaartekrachtsstabiel punt naast de balk en verder van het centrum van de melkweg, bekend als een Lagrange-punt (SN: 26-2-21).
Als de rotatie van de staaf vertraagt, zal deze langer worden en zullen de tagalongs van de staaf ook naar buiten bewegen. Als dat gebeurt, zal dat cohort van meelopers extra sterren verzamelen. Volgens computersimulaties van het proces zouden die extra sterren zich in lagen aan de buitenkant van de groep moeten rangschikken, zegt astrofysicus Ralph Schönrich van University College London. De sterrenlagen drukken een stempel op de groei van de groep. “Het is eigenlijk net een boom die je in je eigen melkwegstelsel kunt omhakken”, zegt hij.
Schönrich en astrofysicus Rimpei Chiba van de Universiteit van Oxford bestudeerden hoe de samenstelling van sterren in de groep veranderde van de buitenste rand naar de diepere lagen. Gegevens van het Gaia-ruimtevaartuig van de European Space Agency onthulden dat sterren in de buitenste lagen van de balk doorgaans minder verrijkt waren met elementen die zwaarder waren dan helium dan sterren in de binnenste lagen. Dat is het bewijs voor de groep sterren die naar buiten beweegt, als gevolg van het vertragen van de balk, zeggen de onderzoekers. Dat komt omdat sterren in het centrum van de melkweg – die in een verder verleden aan de groep zouden zijn gehecht – de neiging hebben om meer verrijkt te zijn met zwaardere elementen dan die verder weg.
De vertraging van de balk duidt erop dat er een zwaartekracht op inwerkt, namelijk de aantrekkingskracht van donkere materie in de melkweg. Normale materie alleen zou niet genoeg zijn om de snelheid van de balk te verminderen. “Als er geen donkere materie is, zal de balk niet langzamer gaan”, zegt Chiba.
Maar de resultaten hebben geleid tot enige scepsis. “Helaas is dit voor mij nog niet overtuigend”, zegt astrofysicus Isaac Shlosman van de Universiteit van Kentucky in Lexington. Zo betwijfelt hij of de boomringlaag echt zou optreden. Het is “moeilijk te geloven dat dit het geval is in een realistisch systeem” in tegenstelling tot een vereenvoudigde computersimulatie, zegt hij.
Weinberg, aan de andere kant, zegt dat hoewel het onderzoek op verschillende veronderstellingen berust, hij vermoedt dat het juist is. “Het heeft de juiste geur.”
