1 maart 2021

Ja wat is ‘t nou, hebben we te weinig of teveel satellietstelsels?

Een voorbeeld van een ‘satelliet’, het dwergstelsel NGC 1140. Credit: ESA/Hubble & NASA

Decennia lang dachten sterrenkundigen dat er te weinig ‘satellietstelsels’ rondom sterrenstelsels zoals de Melkweg zijn, een probleem dat bekend staat als het ‘dwarf galaxy problem’ of ‘missing satellites problem’.  De Melkweg heeft bekende satellieten, zoals de Grote en Kleine Magelhaense Wolk, die vanaf het zuidelijk halfrond gemakkelijk met het blote oog zichtbaar zijn, maar ook enkele tientallen, grotendeels lichtzwakke satellieten, die alleen in grote telescopen zichtbaar zijn. Enkele daarvan zie je in de afbeelding hieronder.

Credit: Wikipedia

Simulaties van het ontstaan en de ontwikkeling van sterrenstelsels volgens gangbare modellen gaven aan dat sterrenstelsels als de Melkweg en het Andromedastelsel duizenden satellieten moeten hebben. Maar ja, als je er dan maar ruim een dozijn waarneemt, dan verschilt dat van de theoretische voorspelling en dan heb je een probleem. Knutselen aan de modellen zou een oplossing kunnen bieden, zoals de invloed van donkere materie op gewone materie en daarmee op de hoeveelheid dwergstelsels, maar veel soelaas bood dat niet. Maar wat blijkt nu: de fout zit ‘m niet in de theoretische modellen, maar in de instrumentaria. Want nieuwe onderzoeken hebben laten zien dat het Melkwegstelsel omringd is met vele ‘ultrazwakke sterrenstelsels’, stelsels die maar 1% van de lichtsterkte hebben van de meest zwakke satellieten die we eerst kenden. Die eerste ultrazwakke satelliet werd ontdekt door de sterrenkundige Beth Willman, niets voor niets getooid met de naam Willman 1. Verdere speurtochten laten zien dat de Melkweg tussen de 800 en 1700 satellieten telt, vele malen meer dan men eerst dacht en waarnam. En dan komen we direct bij het nieuwe probleem: dat aantal blijkt teveel te zijn!

Credit: David Martinez-Delgado (MPIA) & Gabriel Perez (IAC)

Volgens recente simulaties van de evolutie van de Melkweg, waarbij zowel gewone materie als donkere materie een rol spelen, moet de Melkweg in de 13 miljard jaar van z’n bestaan héél veel satellieten hebben opgepeuzeld, zoals volgens waarnemingen gebeurd is met het Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy (SagDEG) – zie de voorstelling hierboven. Er zouden er nog maar zo’n dertig over moeten zijn, véél minder dan die recente schattingen. En daarmee is het ‘missing satellites problem’ opeens omgedraaid in een ‘too much satellites problem’. Een groep sterrenkundigen onder leiding van James Bullock (University of California, Irvine) heeft daar echter een oplossing voor bedacht: in vroegere modellen werd gedacht dat sterrenstelsels konden ontstaan als de halo van donkere materie een minimum massa van zo’n 500 miljoen zonsmassa heeft.

Voorstelling van de halo van donkere materie rondom het Melkwegstelsel (in blauw aangegeven). Credit: L. CALÇADA/ESO (CC BY 4.0)

Heb je minder massa dan kan de gewone materie in de vorm van grote gaswolken niet vastgehouden worden en kunnen er nooit sterren worden geboren, dé ingrediënten van sterrenstelsels. Maar Bullock’s berekeningen laten zien dat die drempel veel lager ligt en wel bij ‘slechts’ 30 miljoen zonsmassa. Uit mini-halo’s van donkere materie met minimaal die massa zouden véél meer kleinere sterrenstelsels kunnen ontstaan, de vele honderden satellieten van het Melkwegstelsel. En met die oplossing zou het probleem van het teveel aan satellieten weer als sneeuw voor de zon verdwenen zijn. Eh… over satellietstelsels gesproken: volgens een vorig jaar zomer verschenen artikel – hier beschreven – zouden satellietstelsels zelf ook wel eens… satellietstelsels kunnen hebben. 😀 Bron: Quanta Magazine.

Comments

  1. Is het niet een beetje merkwaardig dat er statistiek wordt bedreven of slechts 1 punt, namelijk de Melkweg-Andromeda-groep… 😕
    Om te kijken of de theorie juist is, zou men ook moeten kijken bij andere sterrenstelsels… Probleem is uiteraard dat hun lokale ‘Dwarf galaxy’s’ nog moeilijker te detecteren zijn.

    NB Me dunkt dat Melkweg en Andromeda zo’n 13 miljard jaar geleden zelf ook (beiden) zijn begonnen als iets wat niet groter was dan de huidige satellietstelsels. 😉

    Groet, Paul

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: