De draaiende balk – bestaande uit miljarden sterren – beweegt tegenwoordig een stuk langzamer dan eerst. En dat zou te wijten kunnen zijn aan nog altijd mysterieuze donkere materie.
De Melkweg is waarschijnlijk een balkspiraalstelsel. Denk hierbij aan een stelsel met in het midden een dikke balk van sterren en spiraalarmen die zich naar buiten toe uitstrekken. Deze grote balk vol sterren beweegt gestaag. Al hebben onderzoekers nu ontdekt dat het door ‘iets’ wordt remt. En dat zou mogelijk te wijten kunnen zijn aan donkere materie.
De balk
Zoals gezegd bevindt zich in het hart van onze Melkweg een dikke wolk van miljarden geclusterde sterren die ‘de balk’ wordt genoemd. Deze balk draait in dezelfde richting als de Melkweg. In een nieuwe studie namen astronomen de draaiing van deze galactische balk onder de loep. En uit de bevindingen blijkt dat hij nu een stuk langzamer beweegt dan eerst. Zo beweegt hij nu ongeveer een kwart langzamer dan op het moment dat hij het levenslicht zag.
Hercules stroom
De onderzoekers komen tot deze ontdekking nadat ze zich met behulp van de Gaia-ruimtetelescoop over een andere grote groep sterren bogen: de Hercules stroom. Deze grote groep sterren beweegt in resonantie met de balk. Met andere woorden, ze draaien met een vergelijkbare snelheid als de balk rond de Melkweg. Op basis van verschillende gegevens en berekeningen komt het team tot de opvallende conclusie dat de balk door ‘iets’ wordt vertraagd.
Donkere materie
Wat er aan deze vertraging ten grondslag ligt? Dat zou zomaar eens donkere materie kunnen zijn. Donkere materie is onzichtbaar en de aard ervan is onbekend. Maar het bestaan ervan wordt afgeleid uit sterrenstelsels die zich gedragen alsof ze in aanzienlijk meer massa zijn gehuld dan we kunnen zien. Mogelijk werkt donkere materie in het geval van de balk als een soort tegenwicht, waardoor zijn draaiing wordt geremd. “Het contragewicht moet wel donkere materie zijn,” betoogt onderzoeker Ralph Schoenrich.
Processen in de kosmos kunnen niet volledig worden verklaard door normale materie. Een voorbeeld hiervan zijn sterrenstelsels. Deze roteren namelijk met een enorme snelheid. Afgaand op wat je kunt zien zou je verwachten dat ze uit elkaar vliegen. De zichtbare materie in het universum is zogezegd niet voldoende om de sterrenstelsel bij elkaar te houden. Toch houden sterrenstelsels zich staande. Daarom moet er ‘iets’ zijn dat de sterrenstelsels extra massa geeft en ze bij elkaar houdt. Tot nu toe weten we echter niet waar de rest van de massa van het universum uit bestaat, ondanks talloze suggesties. De aard van donkere materie is daarom een van de belangrijkste onbeantwoorde vragen in de kosmologie.
Volgens de onderzoekers verschaft de studie meer inzicht in de aard van donkere materie. “Tot nu toe hebben we het bestaan van donkere materie alleen kunnen afleiden door de zwaartekracht in sterrenstelsels in kaart te brengen en de bijdrage van zichtbare materie ervan af te trekken,” legt Schoenrich uit. “Maar ons onderzoek biedt een nieuwe manier om donkere materie te meten. Niet door middel van zijn zwaartekracht, maar door te kijken naar zijn traagheidsmassa, die de rotatie van de balk remt.”
Dat de balk langzamer beweegt, is op zich niet heel verrassend. Astrofysici voorspellen al dertig jaar een dergelijke vertraging. Maar dit is wel de eerste keer dat het daadwerkelijk wordt gemeten. “Astrofysici hebben lang vermoed dat de draaiende balk in het centrum van onze Melkweg tegenwoordig langzamer beweegt,” zegt Schoenrich. “Maar dit is de eerste keer dat we hiervoor ook echt bewijs vinden.”
