Nog maar een paar jaar geleden ontdekten astronomen een van de grootste geheimen van onze Melkweg: in de achtertuin van onze zon bleek zich een enorme golf van gaswolken te bevinden, waar talloze sterren worden geboren.
Deze bijzondere structuur is de Radcliff Wave gedoopt naar het Harvard Radcliffe Institute dat de ontdekking deed. Diezelfde onderzoekers schrijven nu in Nature dat de Radcliffe Wave er niet alleen uitziet als een golf, maar ook zo beweegt. Hij golft als een slang door de ruimte, een beetje zoals ‘de wave’ die fans in een stadion weleens doen.
“Door gebruik te maken van de beweging van babysterren, die geboren zijn in de gaswolken van de Radcliffe Wave, kunnen we de beweging van hun gas volgen om aan te tonen dat de Radcliffe-golf ook echt golft”, legt hoofdonderzoeker Ralf Konietzka van Harvard uit.
De ontdekking van de Radcliffe Wave
Al in 2018 werkten astronomen aan een driedimensionale kaart van de kraamkamer van de sterren in de buurt van de zon. Met behulp van gloednieuwe data van ESA’s Gaia-missie en een dataslurpende 3D-kaarttechniek vonden ze een patroon dat leidde tot de ontdekking van de Radcliffe Wave in 2020.
“Het is de grootste coherente structuur die we kennen en hij bevindt zich heel erg dicht bij ons”, reageert Harvard-onderzoeker Catherine Zucker. “Hij was daar de hele tijd al. We wisten het alleen niet, omdat we niet zulke hogeresolutiemodellen in 3D konden bouwen van de verspreiding van gaswolken bij de zon.” De Radcliffe-golf is met een lengte van 9000 lichtjaar inderdaad gigantisch en met een afstand van 500 lichtjaar tot onze zon ook niet zo heel ver weg.
Betere data
De kaart uit 2020 toonde duidelijk aan dat de Radcliffe Wave bestaat, maar de metingen waren nog niet goed genoeg om te kunnen zien of de golf ook beweegt. Maar dat lukt in 2022 wel met behulp van nieuwere Gaia-data. Daarmee konden de astronomen beter de positie van de jonge sterrenclusters bepalen en zagen ze dat de Radcliffe Wave inderdaad golft.
De Gaia-missie van het Europese Ruimteagentschap ESA heeft als doel om een heel nauwkeurige driedimensionale kaart te maken van meer dan duizend miljoen sterren in onze Melkweg en daarbuiten. Gaia onderzoekt hun beweging, helderheid, temperatuur en samenstelling. Deze gigantische sterrentelling levert data op die een groot aantal vragen kunnen beantwoorden over de oorsprong, structuur en evolutionaire geschiedenis van onze melkweg.
Astronomen spreken van een ‘reizende golf’, die zowel in ruimte als in tijd beweegt. Daarmee lijkt hij meer op de wave uit een sportstadion dan je zou denken. Want net als mensen na elkaar gaan staan en zitten bewegen ook de sterrenclusters omhoog en omlaag, waardoor een patroon ontstaat dat door het hele gebied beweegt. “En net zoals fans in een stadion terug worden getrokken in hun stoelen door de zwaartekracht van de aarde, golft de Radcliffe Wave als gevolg van de zwaartekracht van de Melkweg”, aldus Konietzka.
Meer vragen
Maar nu we dit weten, komen er nog interessantere vragen boven, want niemand weet wat de Radcliffe Wave veroorzaakt en waarom hij op deze manier beweegt. “Nu kunnen we allerlei verschillende theorieën gaan testen over waarom deze golf zich überhaupt heeft gevormd”, zegt Zucker. “Die theorieën variëren van explosies van supernova’s tot botsingen van dwergsatellietstelsels met onze Melkweg.”
Donkere materie
Wel weten de onderzoekers al iets meer over hoeveel donkere materie er nodig is voor de zwaartekracht die verantwoordelijk is voor de golfbeweging. “Het blijkt dat er eigenlijk nauwelijks donkere materie nodig is om de beweging te verklaren die we zien”, reageert Konietzka. “De zwaartekracht van gewone materie alleen is al genoeg om de golf in beweging te krijgen.”
De ontdekking leidt ook tot de vraag hoe belangrijk dit soort golven zijn in de Melkweg en daarbuiten. Aangezien de Radcliffe Wave de ruggengraat lijkt te vormen van de dichtstbij zijnde spiraalarm in de Melkweg, kan het golven van de golf impliceren dat spiraalarmen van sterrenstelsel altijd oscilleren, waardoor sterrenstelsels nog dynamischer zijn dan gedacht.
“De vraag is wat de verplaatsing veroorzaakt die leidt tot het golven wat we zien”, zegt onderzoeker Alyssa Goodman. “En gebeurt het overal in het sterrenstelsel? Of zelfs in alle sterrenstelsels? En gebeurt het af en toe of continu?” De ontdekking van de golvende golf roept dus nog meer vragen op dan die beantwoordt.
