Een wolk met hoge snelheid die naar de Melkweg raast zou al lang geleden moeten zijn gedesintegreerd toen deze voor het eerst in botsing kwam met en door onze Melkweg ging. Het feit dat het nog steeds intact is, suggereert dat het is ingepakt in een schaal van donkere materie, zoals een Hobbit gehuld in een mithriljas.
Het in kaart brengen van donkere materie - het ongeziene materiaal dat meer dan 80 procent van de kosmische materie uitmaakt - nabij onze Melkweg is cruciaal om volledig te begrijpen hoe de Melkweg in de kosmische tijd is samengesteld.
Dit vereist allereerst gedetailleerde waarnemingen van nabijgelegen dwergstelsels - sterrenstelsels die elk een massa van minder dan 10% van de 200 tot 400 miljard sterren van de Melkweg dragen - omdat ze zijn gehuld in donkere materie. Meer recentelijk is gesuggereerd dat nabijgelegen wolken van waterstofgas met hoge snelheid ook in donkere materie zijn omhuld. Maar de effecten van hun halo's voor donkere materie blijven onbekend.
Dus Matthew Nichols van het Sauverny-observatorium in Zwitserland en collega's gingen op pad om de Smith Cloud te observeren - een wolk van waterstofgas met hoge snelheid die 8000 lichtjaar van ons verwijderd is in het sterrenbeeld Aquila - om de donkere materie-halo beter te beperken. Ze gebruikten de Green Bank Telescope (GBT) in West Virginia om de zwakke radio-emissie van neutraal waterstof op te sporen.
“De Smith Cloud is echt uniek in zijn soort. Het is snel, vrij uitgebreid en dichtbij genoeg om in detail te bestuderen '', zei Nichols in een persbericht. De wolk (9.800 lichtjaar lang en 3.300 lichtjaar breed) beslaat op afstand bijna evenveel lucht als het sterrenbeeld Orion.
"Het is ook een beetje een mysterie; een object als dit zou een tocht door de Melkweg gewoon niet moeten overleven, maar al het bewijs wijst erop dat het dat wel deed, 'zei Nichols. Eerdere studies van de Smith Cloud toonden aan dat deze miljoenen jaren geleden voor het eerst door onze Melkweg ging. Door de cloud opnieuw te onderzoeken en zorgvuldig te modelleren, gelooft het team van Nichols nu dat het feitelijk is verpakt in een substantiële halo van donkere materie.
"Op basis van de momenteel voorspelde baan, laten we zien dat het onwaarschijnlijk is dat een donkere materie-vrije wolk deze schijfovergang zal overleven", zegt co-auteur Jay Lockman van het National Radio Astronomy Observatory. "Terwijl een wolk met donkere materie de doorgang gemakkelijk overleeft en een object produceert dat er vandaag de dag uitziet als de Smith Cloud."
Deze studie helpt niet alleen astronomen om de donkere materie te karakteriseren die deze ogenschijnlijk onschuldige wolken omhult, maar het helpt ook de stelling te versterken dat de Smith Cloud niet puur een wolk van waterstofgas is, maar een mislukte dwergmelkweg, afkomstig van verder weg in ruimte. De aanwezigheid van donkere materie zal echter verder moeten worden bevestigd.
Het papier is ingediend bij de Maandelijkse aankondigingen van de Royal Astronomical Society en kan hier worden gedownload.
