Ultradiffuse sterrenstelsels worden zo genoemd vanwege hun extreem lage helderheid. Baryonverdeling -
Een halo van donkere materie is een halo van onzichtbaarstof die een sterrenstelsel of een cluster ervan doordringt en omringt. Hoewel donkere materie (die 85% van het heelal uitmaakt) nog nooit in een laboratorium is gedetecteerd, zijn natuurkundigen ervan overtuigd dat deze bestaat. In een nieuwe studie probeerden wetenschappers erachter te komen waarom de halo van donkere materie zo ‘vreemd’ is.
Halo van donkere materie in zeldzame sterrenstelsels
Ultradiffuse sterrenstelsels zijn veel minder zwaarvergeleken met de Melkweg bevatten ze echter veel gas en de massa ervan is veel hoger dan de totale stellaire massa. Dit is anders dan wat astronomen in de Melkweg waarnemen. Ultradiffuse sterrenstelsels zijn ook groot van formaat.
NGC 1052-DF2 is een ultradiffuus sterrenstelsel. Foto: ESA/Hubble
Over de verdeling van donkere materie in deze sterrenstelselskan worden beoordeeld aan de hand van de beweging van gasdeeltjes. Verrassend genoeg is de aanwezigheid van baryonische materie zelf, voornamelijk in de vorm van gas, (bijna) voldoende om de gemeten snelheid van gasdeeltjes te verklaren. Het laat ook weinig ruimte over voor donkere materie in de binnenste gebieden, waar de meeste sterren en gas voorkomen.
Waarom is het raar?
Dit is wat wetenschappers verrast:in het geval van gewone sterrenstelsels, waarvan de massa vergelijkbaar is met de massa van ultradiffuse sterrenstelsels, is het tegenovergestelde waar. Daar overheerst donkere materie boven baryonische materie. De auteurs van het onderzoek concludeerden dat de halo's van donkere materie in een lagere “concentratie” zouden moeten zitten: ze bevatten veel minder massa in de binnenste gebieden dan bij gewone sterrenstelsels. In die zin zijn de donkere materie halo’s van ultradiffuse sterrenstelsels ‘vreemd’, leggen wetenschappers uit.
Het lijkt erop dat dergelijke halo's een lage concentratie hebbenzijn zo zeldzaam dat ultradiffuse sterrenstelsels helemaal niet zouden moeten bestaan. Na het bestuderen van gegevens uit moderne numerieke simulaties van kosmische structuurvorming ontdekten wetenschappers echter dat de populatie van halo’s met een lage concentratie veel groter is dan verwacht.
Hoe is het onderzoek verlopen?
Tijdens de werkzaamheden deskundigen op het gebied van gasdynamicasterrenstelsels ontdekten dat ultra-diffuse sterrenstelsels langzamer roteren dan gewone sterrenstelsels met dezelfde massa. Wetenschappers interpreteerden gegevens uit metingen van de beweging van gas daarin en kwamen tot conclusies over de verdeling van donkere materie.
NGC1052-DF2, rode reuzensterren gemarkeerd. Foto: Hubble
Bovendien analyseerden natuurkundigen de gegevenshet modelleren van de vorming van ruimtestructuren. Als gevolg hiervan identificeerden ze halo’s van donkere materie die dezelfde eigenschappen hebben als ultradiffuse sterrenstelsels.
Waarom is dit werk belangrijk?
Astrofysici hebben daar veel vragen overhebben betrekking op de vorming en evolutie van recent ontdekte sterrenstelsels. Deze ultradiffuse objecten bevatten bijvoorbeeld veel gas, maar het is niet duidelijk hoe dit tijdens de formatie niet ‘verweert’. Bovendien hebben de auteurs van het nieuwe werk aangetoond dat deze objecten mogelijk jonger zijn dan gewone sterrenstelsels. De vorming van ultradiffuses is niet voldoende onderzocht en er is aanvullend werk nodig.
Wat maakt ultradiffuse sterrenstelsels zo?Wat interessant is, zijn hun ongebruikelijke eigenschappen. Ze zijn pas onlangs ontdekt, maar ze zullen ons helpen begrijpen hoe clusters van sterren ontstaan en misschien zelfs de aard van donkere materie.
Lees verder:
Kijk naar de eerste foto's van Mars die Webb nam: ze zijn letterlijk oogverblindend
Mysterieuze 'blue goo' op de bodem van de zee verbijstert wetenschappers
Wetenschappers zijn dicht bij het ontrafelen van de geheimen van de piramides: hoe oude mensen ze konden bouwen