27 februari 2020

Zes sterrenstelsels ontdekt met amper donkere materie

De Westerbork Synthese Radio Telescoop. (c) Onderwijsgek/Wikimedia [cc-by-sa-2.5-nl].

Een internationaal team sterrenkundigen onder leiding van Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) heeft zes lichtzwakke dwergsterrenstelsels ontdekt die amper donkere materie bevatten. Dat is bijzonder, want van de meeste lichtzwakke dwergsterrenstelsels wordt juist verwacht dat ze alleen door een grote hoeveelheid donkere materie bij elkaar gehouden kunnen worden. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in The Astrophysical Journal Letters.

De sterrenkundigen gebruikten voor hun onderzoek de schotels van de Nederlandse Westerbork Synthese Radio Telescoop en die van de Amerikaanse Very Large Array. Ze keken naar zes lichtzwakke dwergsterrenstelsels op 240 miljoen lichtjaar tot 320 miljoen lichtjaar van ons vandaan. Dit soort sterrenstelsels was nog niet zo goed bestudeerd, omdat ze weinig licht geven.

De naam dwergsterrenstelsel slaat bij deze groep op de lichtzwakte en niet op hun grootte. Ze zijn namelijk net zo groot als onze eigen Melkweg, maar bevatten veel minder sterren. Het heersende idee is dat zulke grote dwergstelsels alleen kunnen bestaan als ze door donkere materie bij elkaar worden gehouden.

Na bestudering van de dwergstelsels bleek tot verrassing van de onderzoekers dat de zwakke dwergstelsels en hun omgeving geen donkere materie lijken te bevatten. Volgens de huidige theorieën zouden deze zes stelsels dan ook niet mogen bestaan.

De onderzoekers poneren in hun wetenschappelijke publicatie enkele verklaringen voor het uitblijven van donkere materie, maar eigenlijk, zo zeggen ze zelf, hebben ze er nog geen goede verklaring voor.

Eerder waren door een andere onderzoeksgroep ook twee sterrenstelsels ontdekt met weinig donkere materie. Van de zes nieuwe stelsels zijn veel meer details bekend. Bron: Astronomie.nl.

Comments

  1. Hans van der Valk zegt

    Beste Arie,
    Wat ik in dit artikel niet begrijp is dat ik dacht dat sterrenstelsels bij elkaar gehouden worden door gravitatie en dat de donkere materie er juist voor zorgt dat er expansie optreedt. Hier lees ik (of begrijp ik) juist iets tegengestelds.
    Svp iets meer uitleg hierover.
    Groet, Hans

    • Niet Arie, maar sterrenstelsels worden inderdaad door zwaartekracht bijeen gehouden, en Aan de hand van de beweging van sterren in de schijf kan je afleiden hoeveel materie een sterrenstelsel moet bevatten om de boel bij elkaar te houde, en normaal gesproken ziet men dan dat er veel mindere zichtbare materie is dan je op basis van de sterrenbeweging zou verwachten. Er is dus iets niet-zichtbaars dat extra zwaartekracht veroorzaakt: donkere materie. Bij deze 6 sterrenstelsels is dus iets vreemds aan de hand, want waarom vliegen ze niet uit elkaar als er (bijna) geen donkere materie is?

      • That is a great explanation 🙂 I would just add that in this case one infer the amount of dark matter looking at the movement of the gas instead of the stars, which is a more direct way. Then, as you perfectly explain, usually one finds that there needs to be invisible (dark) matter in addition to the observed one, to explain how are galaxies rotating that fast. In this case, however, you do not need that unseen matter component, as the visible matter (stars plus gas) can explain the rotation of the galaxy.

      • “Niet Arie, maar sterrenstelsels worden inderdaad door zwaartekracht bijeen gehouden”

        Dat kun je dan wel stellen hier, maar wat ik dan mis in jouw reactie is de verklaring over hoe Arie dan wél bijeen wordt gehouden

        • Als ‘t goed is door chemische verbindingen. 😀

          • Ja, Arie zit goed in mekaar met de sterke kernkracht en de elektromagnetische kracht. Heeft hij die hele zwaartekracht niet voor nodig.
            En ik begin te begrijpen waarom sommige anglicismes soms voor meerdere uitleg vatbaar zijn 🙂

    • Wat Hans bedoelt is donkere energie en niet donkere materie

      Donkere materie zal ook invloed hebben op kleinere schaal, in de vorm van zwaartekracht

      Donkere energie heeft alleen invloed op zeer grote schaal. Donkere energie zou de ruimte zelf doen groeien. Alleen op zeer grote afstanden van honderden miljoenen lichtjaren en meer ga je er wat van merken. Op kleine schaal wint de snelheid van de materie en de invloed van de zwaartekracht (van bijvoorbeeld twee sterrenstelsels) het makkelijk van de uitdijing. Daarom kunnen de Melkweg en het Andromedastelsel eenvoudig naar elkaar toe bewegen. Op grotere afstanden gaat dat niet meer lukken, want dan moeten ze verdraaid hoge snelheden bereiken om de uitdijing in te halen. Voorbij de grens van vermoedelijk enkele tientallen miljarden lichtjaren afstand ergens zouden ze zelfs sneller dan het licht moeten gaan om nog naar elkaar toe te kunnen bewegen. Dat zal dus niet gaan gebeuren.

      Lang verhaal kort: Donkere energie zal nooit (voorlopig nog niet althans) voldoende krachtig zijn om een sterrenstelsel uit elkaar te duwen.

  2. Wybren de Jong zegt

    Zou het kunnen dat de donkere materie in een vroeg stadium uit deze dwergstelsels verdwenen is?
    Ik stel mij voor dat deze stelsels in hun eerste jaren bestonden uit een grote gaswolk met een halo van donkere materie. Als zo’n gaswolk botst met een andere gaswolk, wordt het gas afgeremd, maar de donkere materie vliegt gewoon door, die wordt niet afgeremd. Dus dan houdt je een grote gaswolk zonder DM halo over. En als uit dat gas vervolgens sterren ontstaan, dan heb je dus een dwergstelsel zonder DM halo.

    • What you describe in indeed plausible and is how we think tidal dwarf galaxies form, ending up with a galaxy made of baryons and none dark matter. However, these galaxies are fairly isolated, very far away from any possible interacting galaxy, so it is rather unlikely that all these six galaxies had such origin.

  3. Quote : “De naam dwergsterrenstelsel slaat bij deze groep op de lichtzwakte en niet op hun grootte. Ze zijn namelijk net zo groot als onze eigen Melkweg, maar bevatten veel minder sterren.”

    Heeft de grootte van die stelsels te maken met a) de massa of met b) het volume als dat van de Melkweg? En als er ‘massa’ wordt bedoelt hoe is die massa dan verdeeld?
    Want ik begrijp dat deze niet in de vorm van DM aanwezig is, maar ook (nog?) niet in de vorm van stralende sterren. Moet ik dan begrijpen dat er nog relatief veel wolken waterstof zijn, veel metalen (planeten, planetesimalen en wolken) of reeds uit-gestraalde sterren als Zwarte Gaten en neutronensterren?

    Groet, Paul

  4. Er moet dus sprake zijn van een onvoorziene of verkeert ingeschatte variabelen want massa en DM gaan altijd hand in hand. Een geïsoleerde “wolk” DM bestaat niet. De eerste waarnemingen gingen al de prullenbak in vanwege een verkeert berekende afstand, zie https://www.scientias.nl/bestaan-van-sterrenstelsel-zonder-donkere-materie-ontkracht/ . De lichtkracht zegt ook niet zoveel als het stelsel heel oud is en voornamelijk uit uitgedoofde sterren bestaat die je niet ziet. En dan nog de rotatie snelheid van de stelsels: is er nog wel voldoende momentum? Zonder voldoende momentum valt alle materie vanzelf uiteindelijk naar het centrum en heb je geen DM nodig om de massa bij elkaar te houden, toch? Ik ben benieuwd wat er is waargenomen en welke hypothese er achter zit, want de vondst is natuurlijk geen toeval.

    • Quote : “Er moet dus sprake zijn van een onvoorziene of verkeert ingeschatte variabelen want massa en DM gaan altijd hand in hand. Een geïsoleerde “wolk” DM bestaat niet.”

      Heb je daar een linkje naar? Me dunkt dat ‘je stelling’ niet houdbaar is :
      – Op Aarde ( en in het Sol-stelsel ) is geen DM aangetroffen; alle gevonden massa’s zijn voldoende om de bewegingen/snelheden van de objecten te verklaren aan de hand van de verwachte zwaartekracht.
      Hier gaan DM en baryonische materie dus niet(!) hand in hand.
      – Of er geïsoleerde wolken DM of vrije wolken DM zijn, weten we niet, want we kunnen niet eens deze hypothetische materie vinden. [ Misschien zijn die wolken er wel, maar hoe toon je ze aan? ]

      Als er :
      – een vaste verhouding ( “hand in hand”) van DM en Baryonische materie zou zijn,
      – en we kunnen geen DM vinden/aantonen,
      zou het waarschijnlijker zijn dat de Zwaartekracht Wet, zoals we die kennen, nog niet volledig is, dat er nog wat aan de formules ontbreekt. Of dat we de massa’s van objecten buiten het Sol-stelsel standaard veel te laag inschatten. Onze ‘weegschaal’ voor die objecten zou simpelweg niet juist zijn.

      Groet, Paul

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: