Icon up Overzicht

Onzichtbare materie is zoek

Onderwerp: Elektromagnetisch spectrum, Sterrenkunde, Trilling en golf

Het klinkt ironisch: een internationaal team van astronomen maakt bekend dat een component van een sterrenstelsel (waarvan we al wisten dat die onzichtbaar was) nu ook niet aanwezig blijkt te zijn. Deze uitkomst is verkregen met een nieuw, deels Nederlands instrument: de Planetaire Nevel Spectrograaf. Het resultaat ondergraaft echter een belangrijke aanname over hoe het heelal in elkaar zit.

Al in de jaren ’70 werd duidelijk dat het heelal voor een fors gedeelte uit onzichtbare, of wel ‘donkere’ materie moet bestaan. Dat bleek onder meer uit de abnormaal hoge snelheden waarmee gas in de buitengebieden van sterrenstelsels om het centrum draait. Uit de zwaartekrachtwet volgt dan dat zo’n sterrenstelsel meer massa moet bevatten dan kan worden toegerekend aan de zichtbare sterren en gaswolken. Volgens de berekeningen is het waarneembare sterrenstelsel omgeven door een veel grotere en zwaardere ‘halo’ van donkere materie. Het zichtbare gedeelte vormt als het ware maar het topje van de ijsberg.

Helaas bevatten alleen spiraalsterrenstelsels gaswolken die zulke snelheidsmetingen mogelijk maken. De andere hoofdcategorie, de elliptische sterrenstelsels, bestaan (voorzover zichtbaar) louter uit sterren. Men nam tot nu toe aan dat zulke "donkere materie halo’s" rond alle sterrenstelsels voorkomen.

Eén van de drie bestudeerde sterrenstelsels, M105 (en z’n naaste buur NGC3384) met de data verkregen door de Planetaire Nevel Spectrograaf. De gekleurde stippen laten de posities van de gevonden planetaire nevels zien. Blauw betekent dat een nevel naar ons toe beweegt, rood van ons af. De grootte van de stip geeft de grootte van de snelheid aan. Opmerkelijk is dat planetaire nevels nog ver buiten de schijnbare rand van het sterrenstelsel te vinden zijn, en dat hun snelheden naar buiten toe afnemen. Dit wijst er dus op dat er geen halo van onzichtbare materie aanwezig is.

De eerste resultaten van Nigel Douglas (Kapteyn Instituut, Groningen) en zijn collega’s werden op 9 april gepresenteerd door Aaron Romanowsky op de UK National Astronomy Meeting. Deze resultaten maken het echter twijfelachtig dat ook elliptische sterrenstelsels halo’s van donkere materie bevatten. Het ziet er naar uit dat elliptische sterrenstelsels ‘naakt’ zijn. Douglas, initiatiefnemer van het project, karakteriseert de Planetaire Nevel Spectrograaf (PNS) als ‘een soort radiële snelheidscamera’, die speciaal ontworpen is om planetaire nevels in elliptische sterrenstelsels te ontdekken. Het instrument is bevestigd aan de 4,2 meter William Herschel Telescoop op La Palma, en is gebouwd door een consortium van Nederland, Australië, Italië en Groot-Brittanië.