27 oktober 2021

Rem op draaiing centrale balk Melkweg bevestiging van donkere materie

Voorstelling van ons Melkwegstelsel. Credit: Pablo Carlos Budassi/Wikimedia Commons

Ons Melkwegstelsel is een balkspiraalstelsel, een spiraalstelsel niet met een bolvormige centrale verdikking, maar met een lange ‘balk’ in het centrum, een SB stelsel in Hubble’s kwalificatiesysteem. Recent onderzoek door twee sterrenkundigen van de Universiteit College London (UCL) en Universiteit van Oxford laat zien dat die centrale balk sinds het ontstaan van de Melkweg met een kwart langzamer is gaan roteren. Die afname van de rotatiesnelheid werd meer dan dertig jaar geleden al voorspeld (Tremaine & Weinberg, 1984), maar het is nu pas dat die rem ook daadwerkelijk gemeten is. In de gegevens verzameld met de Europese Gaia satelliet keken de sterrenkundigen naar de informatie over de Hercules stroom, een lange sliert van sterren, die in resonantie is met de centrale balk, dat wil zeggen die door de zwaartekracht in hetzelfde tempo om het Melkwegcentrum draait als de centrale balk. Die resonantie is vergelijkbaar met bijvoorbeeld de Trojanen, een groep planetoïden in de baan van Jupiter, die dezelfde snelheid aanhouden als de planeet. Als de snelheid van de centrale balk afneemt zullen de sterren in de Hercules stroom verder van de Melkweg af bewegen, om zodoende dezelfde snelheid te behouden t.o.v. het centrum. En dat is precies wat Rimpei Chiba en Ralph Schönrich konden zien in de Gaia data, dat de sterren in de Hercules stroom steeds verder van het centrum af raken. Dat konden ze meten door te kijken naar de hoeveelheid metalen in de sterren, dat zijn de elementen zwaarder dan helium. Sterren in het centrum van de Melkweg bevatten pakweg tien keer zoveel metalen als sterren in de schijf of de halo van de Melkweg.

Voorstelling van donkere materie in de halo om de Melkweg. Credit: Wikipedia.

De sterren van de Hercules stroom moeten vroeger dus dichterbij het centrum hebben gezeten en dat laat zien dat ze er vanaf bewegen. Op basis hiervan hebben Chiba en Schönrich berekend dat de centrale balk sinds het ontstaan van de Melkweg 24% langzamer is gaan draaien. En dat komt door de remmende werking van de zwaartekracht veroorzaakt door de donkere materie in de halo van de Melkweg. Dát is tegelijk een probleem voor de modellen die geen donkere materie kennen, zoals de MOND theorie, die uitgaat van een aangepaste zwaartekrachtwet. Dergelijke theorieën hebben geen donkere materie in de halo van sterrenstelsels en ze voorspellen dan ook geen of een veel lagere vertraging in de rotatiesnelheid van de centrale balk. En dat is dus in strijd met de waarnemingen die nu gedaan zijn. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan de rem op de snelheid van de centrale balk, in augustus te verschijnen in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Phys.org.

Comments

  1. Een simpeler verklaring is dat de diameter van de Melkweg in de tijd is toegenomen (door invangen van stellaire (gewone) materie of spontane uitdijing) en door het behoud van impulsmomentum de rotatiesnelheid afneemt, zie: https://www.youtube.com/watch?v=FmnkQ2ytlO8

    • “spontane uitdijing”

      Kun je dat uitleggen?

      “invangen gewone materie”

      Meer materie, meer massa, meer zwaartekracht. Dat kan in een grote groep sterren heel goed juist een kleinere diameter opleveren. En hoe beinvloedt zoiets dan wel sterren nabij het centrum, maar niet de sterren tussen centrum en de invallende materie?

      Verder:
      Hoeveel van die materie moet er worden ingevangen? Waar kwam dat allemaal vandaan, zoveel invallende materie dat het de Melkweg niet vervormd heeft maar wel de enorme massa van de balk af kon remmen?

      En vooral:
      Waar is die invallende gewone materie dan nu gebleven?

      • @June, Spontane uitdijing lees ik uit het artikel, ” the metallicity decreases towards large angular momentum due to the INCREASE in BIRTH RADIUS but also towards large radial action due to the INCREASE IN AGE.” Arie vertaald e.e.a. met “Als de snelheid van de centrale balk afneemt zullen de sterren in de Hercules stroom verder van de Melkweg af bewegen, om zodoende dezelfde snelheid te behouden t.o.v. het centrum.” het bekende behoud van momentum, maar het wel een kip-ei probleem, het kan ook andersom. Citaat impliceert dan deze arm dus na de “geboorte” toeneemt, en hiervoor komt m.n. ook ingevangen stellair waterstof (metallicity) in aanmerking en niet alleen of expliciet DM dat ook ergens vandaan komt. Sterrenstelsels ontstaan niet uit het niets (als je de periode van voor de oerknal even vergeet). Iedere astronoom wil het bestaan van DM bewijzen omdat iedereen weet dat het bestaat. Gezien de complexiteit van het artikel ben ik benieuwd of dit idee en de interpretatie van de GAIA gegevens aanslaat bij de collega´s.

Speak Your Mind

*

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