NGC 6946.
De laatste tijd is er veel aandacht voor een artikel van de sterrenkundigen Stacy S. McGaugh, Federico Lelli en Jim Schombert, dat onder de naam The Radial Acceleration Relation in Rotationally Supported Galaxies gepubliceerd is in Physical Review Letters. Dat laatste is een gezaghebbend tijdschrift, dat een strenge selectieprocedure met peer review hanteert. Het drietal heeft de gegevens van 153 spiraal- en onregelmatige sterrenstelsels – verzameld met de infraroodsatelliet Spitzer, de SPARC (Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves) – bestudeerd en op grond daarvan komen ze tot een verband tussen de verdeling van ‘baryonische’ (gewone, zichtbare) materie in de stelsels en de vorm van de zogeheten rotatiekromme, de grafiek van de draaisnelheden van sterren als functie van hun afstand tot het centrum van hun sterrenstelsel. Op grond hiervan komen ze tot de conclusie dat
“….the acceleration observed in rotation curves tightly correlates with the gravitational acceleration expected from the visible mass only.”
… en dat donkere materie dus helemaal niet nodig is! En da’s best een schokkende conclusie, want sinds het onderzoek van Vera Rubin en Albert Bosma in de jaren zeventig denken sterrenkundigen dat die waargenomen rotatiecurves verklaard worden door de aanwezigheid van een grote hoeveelheid donkere materie, die zich als een grote halo rondom de zichtbare materie van de sterrenstelsels bevindt en die gravitationeel van invloed is.
Waargenomen en theoretische rotatiecurve van een sterrenstelsel. Credit: Wikipedia
Het staat met geen woord in het artikel in PRL, maar McGaugh is een voorstander van de MOND theorie, de Modified Newtonian Dynamics (MOND), de theorie van Mordehai Milgron, die veronderstelt dat donkere materie niet bestaat en dat de rotatiecurves verklaard kunnen worden door een andere, aangepaste zwaartekrachtstheorie dan die van Newton. McGaugh, Lelli en Schombert concluderen uit de SPARC dat de verdeling van de materie bekeken in infraroodlicht een beter beeld geeft dan in optisch licht en dat die materieverdeling de vlakke rotatiecurves volledig verklaard. Ergo… geen donkere materie meer nodig.
De gegevens van de rotatiesnelheden in de 153 sterrenstelsels. Credit: McGaugh et al.
Echter, er kruipt een addertje onder het gras, een flink addertje bij mijn weten. Het artikel van McGaugh, Lelli en Schombert is namelijk geenszins een verwerping van het bestaan van donkere materie, noch een bevestiging van het bestaan van MOND. De door hen bekeken materieverdelingen en vlakke rotatiecurves beperken zich tot het gebied waar de zichtbare (optische + IR) baryonische materie zich bevindt. Dáár is een 1-op-1 correlatie tussen de materieverdeling en de vlakke rotatiecurves, dus dáár is donkere materie inderdaad niet nodig. Maar bekend is dat de baryonische materie geconcentreerd is in het centrum van de galactische halo van donkere materie en dat die halo zich véél verder uitstrekt – de zichtbare stelsels zijn zeer klein in vergelijking met de halo. Dáár buiten het gebied van de baryonische materie blijft donkere materie noodzakelijk, ook om bijvoorbeeld andere waargenomen effecten zoals zwaartekrachtslenzen te verklaren. Bron: Phys.org + Francis Naukas + Forbes.
