Illustratie van de kromming van de Melkwegschijf. Credit: ESA/Stefan Payne-Wardenaar
Sterrenkundigen weten al decennia dat het Melkwegstelsel een spiraalstelsel is, een balkspiraal om precies te zijn, een stelsel dat spiraalarmen bezit, waarbij deze niet van het centrum lijken te komen, maar vanuit een “balk” die door het centrum gaat. Dat de schijf van de Melkweg, waarin de spiraalarmen en centrale balk zich bevinden, gekromd is weten sterrenkundigen enkele jaren, zoals waarnemingen met de Europese Gaia satelliet hebben laten zien. Als verklaring werd eerder gesteld dat de Melkweg in het verre verleden botsingen met satellietstelsels heeft ondergaan en dat die botsingen als rimpels doorwerken in de Melkwegschijf en dat de kromming daardoor is gekomen. Maar recent is een nieuwe verklaring bedacht: simulaties door een team van Harvard & Smithsonian’s Center for Astrophysics onder leiding van Jiwon Jesse Han laten zien dat de halo van donkere materie rondom de Melkweg scheef staat, dat hij ’tilted’ is zoals het in het Engels heet.
ESO 510-G13, een voorbeeld van een ander gekromd sterrenstelsel. Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
Sterrenkundigen denken dat alle sterrenstelsels omgeven zijn door een halo van donkere materie en die halo zou geheel concentrisch zijn. Maar toen Han’s team de gegevens onderzocht van de TNG50 run van de IllustrisTNG simulaties kwam daaruit naar voren dat het binnenste deel van de halo van donkere materie scheef staat ten opzichte van de Melkwegschijf. Ook die scheve stand zou het gevolg kunnen zijn van (bijna-)botsingen van het Melkwegstelsel. In de grafiek hieronder zie je de uitkomsten van de simulaties, waarin je de krommingen op verschillende tijdstippen in de evolutie van de Melkweg ziet.
Credit: Han, et al
De scheve donkere halo zou op haar beurt door de zwaartekrachtswerking de kromming in de Melkwegschijf veroorzaken. De polen van de DM-halo rondom de Melkweg zijn waarschijnlijk zo’n 25 graden gedraaid. Over een periode van vijf miljard jaar blijkt die scheve stand uit de simulaties het meest realistische model op te leveren van het huidige Melkwegstelsel. Vijf miljard jaar geleden was de as van de DM-halo met 50 graden nog schever dan nu, waarvoor met name de botsing met het ‘Gaia-Sausage-Enceladus’ (GSE) stelsel verantwoordelijk was. Daarna is de scheefheid steeds minder geworden, tot de 25° van nu.
Meer informatie hierover vind je in het vakartikel van Jiwon Jesse Han et al, Tilted Dark Halos are Common, Long-Lived, and can Warp Galactic Disks, arXiv (2023).
Bron: Phys.org.
We zitten als het ware in een DM cocon van waaruit we het gehele heelal volledig optisch vervormd zien, 😀 dat zou wellicht een hoop duistere zaken kunnen verklaren.