Astronomie is berucht omdat het meer vragen oproept dan beantwoordt. Neem de opmerking dat de overgrote meerderheid van de materie onzichtbaar is.
Hoewel astronomen overweldigend bewijs hebben verzameld dat donkere materie ruwweg 84 procent van de materie van het universum uitmaakt - wat eenvoudige verklaringen geeft voor de rotatie van individuele sterrenstelsels, de bewegingen van verre sterrenstelsels en de verbuiging van ver sterrenlicht - blijven ze onzeker over specifieke kenmerken.
Nu denkt een groep Australische astronomen dat er maar half zoveel donkere materie in de Melkweg zit als eerder werd gedacht.
In 1933 observeerde de Zwitserse astronoom Fritz Zwicky de Coma-cluster - een cluster van sterrenstelsels op een afstand van ongeveer 320 miljoen lichtjaar en een diameter van bijna 2 lichtjaar - en ontdekte dat deze te snel bewoog. Er was gewoon niet genoeg zichtbare materie om de melkwegcluster bij elkaar te houden.
Zwicky besloot dat er een verborgen ingrediënt moest zijn, bekend als dunkle Materie, of donkere materie, waardoor de bewegingen van deze sterrenstelsels zo groot waren.
In 1978 keek de Amerikaanse astronoom Vera Rubin naar individuele sterrenstelsels. Astronomen gingen er grotendeels van uit dat sterrenstelsels net als ons zonnestelsel roteerden, waarbij de buitenste planeten langzamer roteerden dan de binnenste planeten. Dit argument komt overeen met de wetten van Newton en de aanname dat het grootste deel van de massa zich in het midden bevindt.
Maar Rubin ontdekte dat sterrenstelsels niets draaiden zoals ons eigen zonnestelsel. De buitenste sterren draaiden niet langzamer dan de binnenste sterren, maar net zo snel. Er moest donkere materie zijn aan de rand van elk sterrenstelsel.
Nu hebben astronoom Prajwal Kafle van de University of Western Australia en zijn collega's opnieuw de snelheid van sterren aan de rand van ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, waargenomen. Maar hij deed dat veel gedetailleerder dan eerdere schattingen.
Vanuit de snelheid van een ster is het relatief eenvoudig om elke binnenmassa te berekenen. De onderstaande eenvoudige vergelijking laat zien dat de inwendige massa (M) gelijk is aan de afstand van de ster tot het galactische centrum (R) maal de snelheid (V) in het kwadraat, allemaal gedeeld door de zwaartekrachtconstante (G):
Kafle en zijn collega's gebruikten rommelige fysica die de slordigheid van de melkweg verklaart. Maar het punt geldt, met de snelheid van een ster kun je elke binnenmassa berekenen. En met de snelheden van meerdere sterren zult u ongetwijfeld nauwkeuriger zijn. Het team ontdekte dat de donkere materie in ons sterrenstelsel 800 miljard keer de massa van de zon weegt, de helft van eerdere schattingen.
"Het huidige idee van de vorming en evolutie van sterrenstelsels ... voorspelt dat er een handvol grote sterrenstelsels rond de Melkweg zouden moeten zijn die met het blote oog zichtbaar zijn, maar dat zien we niet", zei Kafle in een persbericht. Dit wordt meestal het ontbrekende satellietenprobleem genoemd en het is jarenlang aan astronomen ontkomen.
'Als je onze meting van de massa van de donkere materie gebruikt, voorspelt de theorie dat er maar drie satellietstelsels zouden moeten zijn, en dat is precies wat we zien; de Grote Magelhaense Wolk, de Kleine Magelhaense Wolk en het Boogschutter Dwergstelsel ”, zei Kafle.
Deze nieuwe metingen zouden kunnen bewijzen dat de Melkweg niet helemaal de kolos is die astronomen eerder dachten. Ze helpen ook uit te leggen waarom er zo weinig satellietstelsels in een baan om de aarde zijn. Maar eerst moeten de resultaten worden bevestigd, aangezien ze opkomen tegen tal van andere manieren om de donkere materie in ons sterrenstelsel te wegen.
De resultaten zijn gepubliceerd in het Astrophysical Journal en zijn online beschikbaar.
