Hubble’s waarnemingen aan Draco. Credit: NASA, ESA, Eduardo Vitral, Roeland van der Marel, and Sangmo Tony Sohn (STScI), DSS; Image processing: Joseph DePasquale (STScI)
Het wordt het ‘cuspy halo’ probleem genoemd, ook wel het ‘core-cusp’ probleem: welke dichtheidsverdeling heeft donkere materie in en rondom sterrenstelsels? We kunnen van sterrenstelsels uiteraard alleen het licht van de sterren en nevels zien, de donkere materie is onzichtbaar. Maar de donkere materie is er wel en sterrenkundigen kunnen het indirect zien via de zwaartekrachteffecten ervan. Vraag is hoe de donkere materie in en rondom het zichtbare deel van een sterrenstelsel verdeeld is: is er in het centrum een piek van donkere materie (is daar een ‘dichtheidscusp’ zoals dat wordt genoemd) óf is de verdeling vlak, is er een homogene verdeling en géén dichtheidspiek (de halo of core variant)? Eerdere waarnemingen lieten zien dat het laatste waarschijnlijk het geval is, dat er een homogene verdeling van donkere materie is, zonder dichtheidspiek in het centrum. Maar recente waarnemingen met de Hubble ruimtetelescoop laten toch iets anders zien: er zou wel degelijk sprake zijn van een cusp in het centrum.
HSTPROMO Internal Proper Motion Kinematics of Dwarf Spheroidal Galaxies: I. Velocity Anisotropy and Dark Matter Cusp Slope of Draco. Eduardo Vitral et. al. https://t.co/aZ2UIr0UtD pic.twitter.com/xfVzlsnbb7
— AsrtoArxiv (@AstroArxiv) July 11, 2024
Met Hubble hebben ze de beweging van sterren gevolgd in het dwergstelsel Draco, een satelliet van de Melkweg op 250.000 lichtjaar afstand. Gedurende maar liefst 18 jaar hebben ze die sterren gevolgd en dat heeft een goed driedimensionaal beeld opgeleverd van het dwergstelsel. Eduardo Vitral (Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore) en zijn team hebben dat geanalyseerd en daaruit komt naar voren dat de donkere materie in Draco verdeeld is conform het cusp-model, dus met een piek in het centrum. Voor de beweging van de sterren gebruikten de sterrenkundigen de Dopplermethode, waarbij het sterlicht naar het rood verschuift als de sterren van ons vandaan bewegen en naar het blauw als ze naar ons toekomen. Ook werd de beweging langs de hemel (de ‘eigenbeweging’) gemeten om een 3D-beeld te krijgen. Tussen 2004 en 2022 werden de sterren door Hubble in de gaten gehouden en dat deed men met een precisie die overeenkomt met de breedte van een golfbal op de maan waargenomen vanaf de aarde.
Men wil nu gaan kijken of de verdeling ook zo is in andere dwergstelsels, te weten het Sculptor stelsel en het Ursa Minorstelsel. In dwergstelsels is donkere materie prominenter aanwezig dan in grotere sterrenstelsels zoals het Melkwegstelsel en daarom kijkt men vaak naar dwergstelsels om donkere materie te bestuderen.
Meer hierover is te lezen in het vakartikel van Eduardo Vitral et al, HSTPROMO Internal Proper-motion Kinematics of Dwarf Spheroidal Galaxies. I. Velocity Anisotropy and Dark Matter Cusp Slope of Draco, The Astrophysical Journal (2024).
Bron: Phys.org.
Speak Your Mind