Een groep astronomen heeft een enorme structuur van satellietstelsels en sterrenhopen rond ons Melkwegstelsel ontdekt, die zich uitstrekt over een miljoen lichtjaren. Dit sluit aan bij een andere studie die vorige week werd gepubliceerd, waarbij wetenschappers zeiden dat ze geen bewijs voor donkere materie vonden.
Promovendus Marcel Pawlowski en astronomieprofessor Pavel Kroupa van de Universiteit van Bonn in Duitsland zijn geen onbekende in de studie - en scepsis - van donkere materie. Samen hebben de twee een blog genaamd The Dark Matter Crisis, en in een paper uit 2009 die ook satellietstelsels bestudeerde, verklaarde Kroupa dat Isaac Newton misschien ongelijk had. "Hoewel zijn theorie in feite de alledaagse effecten van zwaartekracht op aarde beschrijft, dingen die we kunnen zien en meten, is het denkbaar dat we de feitelijke fysica die ten grondslag ligt aan de zwaartekracht niet volledig begrijpen", zei hij.
Terwijl conventionele kosmologiemodellen voor de oorsprong en evolutie van het universum gebaseerd zijn op de aanwezigheid van donkere materie, waarvan wordt aangenomen dat onzichtbaar materiaal ongeveer 23% van de inhoud van de kosmos uitmaakt, wordt dit model ondersteund door recente waarnemingen van de kosmische microgolfachtergrond die schatten dat het heelal is gemaakt van 4% gewone baryonische materie, 73% donkere energie en de rest is donkere materie.
Maar donkere materie is nooit rechtstreeks gedetecteerd en in het momenteel geaccepteerde model - het Lambda-Cold Dark Matter-model - wordt voorspeld dat de Melkweg veel meer satellietstelsels heeft dan er in werkelijkheid worden gezien.
Pawlowski, Kroupa en hun team zeggen dat ze een enorme structuur van sterrenstelsels en sterrenhopen hebben gevonden die zich uitstrekt tot 33.000 lichtjaar tot wel een miljoen lichtjaar verwijderd van het centrum van de melkweg, in een rechte hoek ten opzichte van de Melkweg , of in een polaire structuur zowel 'noord' als 'zuid' van het vlak van ons sterrenstelsel.
Dit zou de 'verloren' zaak kunnen zijn waar iedereen naar op zoek was.
Ze gebruikten verschillende bronnen om te proberen dit nieuwe beeld te krijgen van wat ons sterrenstelsel precies omringt, gebruikmakend van twintigste-eeuwse fotografische platen en afbeeldingen van de robottelescoop van de Sloan Deep Sky Survey. Met behulp van al deze gegevens hebben ze een beeld samengesteld met heldere ‘klassieke’ satellietstelsels, meer recentelijk ontdekte zwakkere satellieten en de jongere bolhopen.
Al met al vormt het een enorme structuur.
'Nadat we onze analyse hadden voltooid, ontstond er een nieuw beeld van onze kosmische buurt', zei Pawlowski.
Het team zei dat verschillende modellen voor donkere materie moeite hebben om uit te leggen wat ze hebben ontdekt. "In de standaardtheorieën zouden de satellietstelsels zich als individuele objecten hebben gevormd voordat ze door de Melkweg zouden worden gevangen", zei Kroupa. "Omdat ze uit vele richtingen zouden zijn gekomen, is het voor hen bijna onmogelijk om in zo'n dunne vlakke structuur te worden verdeeld."
Veel astronomen, waaronder astrofysicus Ethan Siegel in zijn Starts With a Bang-blog, zeggen dat het grote plaatje van donkere materie de structuur van het heelal goed kan uitleggen.
Siegel vraagt of studies die donkere materie weerleggen 'ons in staat stellen om weg te komen met een universum zonder donkere materie om de grootschalige structuur, het Lyman-alfabos, de fluctuaties in de kosmische microgolfachtergrond of het materiaalkrachtspectrum van het universum uit te leggen? De antwoorden zijn op dit moment nee, nee, nee en nee. Definitief. Wat niet wil zeggen dat donkere materie een duidelijk ja is, en dat het wijzigen van de zwaartekracht een duidelijk nee is. Het betekent alleen dat ik precies weet wat de relatieve successen en resterende uitdagingen zijn voor elk van deze opties. ”
Echter, via Twitter zei Pawlowski vandaag: "Helaas helpt het grote plaatje van donkere materie dat naar verluidt goed is, alleen als je van ver kijkt of met een gebroken bril."
Een verklaring voor hoe deze structuur is ontstaan, is dat de Melkweg in het verre verleden in botsing is gekomen met een ander sterrenstelsel.
"Het andere sterrenstelsel verloor een deel van zijn materiaal, materiaal dat vervolgens de satellietstelsels van ons sterrenstelsel en de jongere bolhopen en de uitstulping in het galactische centrum vormde." zei Pawlowski. "De metgezellen die we vandaag zien, zijn het puin van deze 11 miljard jaar oude botsing."
Het team schreef in hun paper: “Als alle satellietstelsels en jonge haloclusters ongeveer 10-11 Gyr geleden zijn ontstaan in een ontmoeting tussen de jonge Melkweg en een ander gasrijk sterrenstelsel, dan heeft de Melkweg geen lichtgevende substructuren van donkere materie en het ontbrekende satellietenprobleem worden een catastrofaal falen van het standaard kosmologische model. ”
"We waren verbijsterd over hoe goed de verdelingen van de verschillende soorten objecten met elkaar overeenkwamen", zei Kroupa. 'Ons model lijkt de aanwezigheid van donkere materie in het universum uit te sluiten, en vormt een centrale pijler van de huidige kosmologische theorie. We zien dit als het begin van een paradigmaverschuiving, een die ons uiteindelijk zal leiden tot een nieuw begrip van het universum waarin we leven. ”
Bron: Royal Astronomical Society
