Twee jaar geleden ontdekten Marla Geha, een astronoom van de Yale University, Joshua Simon van de Carnegie Institution of Washington, en hun collega's iets ongewoons tijdens hun studie met de Keck II-telescoop en informatie voor de Sloan Digital Sky Survey. Hun waarnemingen leverden een contrasterende groep van sterren op die allemaal tegelijk leken te bewegen - niet alleen een bewegende cluster van vergelijkbare sterren die van het nabijgelegen Boogschutter-dwergstelsel verwijderd konden zijn. Het team wist dat ze iets van plan waren, maar een concurrerende groep astronomen aan de universiteit van Cambridge was sceptisch. Jammer ... er lag een donkere schat voor hun ogen.
Om niet te worden ontmoedigd, keerden Simon, Geha en hun groep terug naar Keck en richtten ze het fotografische oog van de Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) van de telescoop naar hun doelgebied. Ook al waren het maar ongeveer 1.000 kleine, vage sterren, ze wilden weten hoe ze zowel ten opzichte van de Melkweg als naar elkaar migreerden. Met de naam Segue 1 zou het doelwit waar het team naar keek mogelijk 3.400 keer meer massa hebben dan kan worden verklaard door de zichtbare sterren… een melkwegstelsel dat wordt gedomineerd door donkere materie en gezouten met een handvol oude zonnen. Als de ongeveer 1.000 sterren alles waren wat er was voor Segue 1, met slechts een vleugje donkere materie, zouden de sterren allemaal met ongeveer dezelfde snelheid bewegen, zei Simon. Maar de Keck-gegevens laten zien dat ze dat niet doen. In plaats van met een constante snelheid van 209 km / sec ten opzichte van de Melkweg te bewegen, bewegen sommige Segue 1-sterren met een snelheid van slechts 194 kilometer per seconde, terwijl andere tot 224 kilometer per seconde gaan.
"Dat vertelt je dat Segue 1 veel meer massa moet hebben om de sterren tot die snelheden te versnellen", legde Geha uit. Het artikel waarin de duistere aard van Segue 1 werd bevestigd, verscheen in het nummer van mei 2011 The Astrophysical Journal. “De massa die nodig is om de verschillende stersnelheden te veroorzaken die in Segue 1 worden gezien, is berekend op 600.000 zonsmassa's. Maar er zijn slechts ongeveer 1.000 sterren in Segue 1 en ze staan allemaal dicht bij de massa van onze zon, 'zei Simon. 'Vrijwel de rest van de massa moet donkere materie zijn.'
Maar de informatie van DEIMOS stopte daar niet ... Het onthulde ook een eclectische verzameling van bijna oer-metaalarme sterren. De onderzoekers wisten met de Keck II-telescoop ijzergegevens te verzamelen over zes sterren in Segue 1, en een zevende Segue 1-ster werd gemeten door een Australisch team met behulp van de Very Large Telescope. Van die zeven bleken er drie minder dan één 2500ste ijzer te hebben als de zon. "Dat suggereert dat dit enkele van de oudste en minst geëvolueerde sterren zijn die bekend zijn", zei Simon. Dit zijn fascinerende gegevens, aangezien onderzoeken naar sterren van dit type uit de miljarden van de Melkweg minder dan 30 hebben opgeleverd. "In Segue 1 hebben we al 10 procent van het totaal in de Melkweg", zei Geha. "Voor het bestuderen van deze meest primitieve sterren worden dwergstelsels heel belangrijk."
Door de enorme concentratie donkere materie van Segue 1 te bevestigen, worden andere soorten onderzoek naar de levensstijl van dit donkere sterrenstelsel nu meer toegewijd. De ruimtegebaseerde Fermi-gammastraaltelescoop heeft ook zijn weg gezocht in de hoop een gammastraalgebeurtenis op te vangen die is ontstaan door de botsing en vernietiging van paren deeltjes donkere materie. Tot nu toe heeft de Fermi-telescoop niets van dat soort gedetecteerd, wat niet helemaal verrassend is en niet betekent dat de donkere materie er niet is, zei Simon.
"De huidige voorspellingen zijn dat de Fermi-telescoop net nauwelijks sterk genoeg is of misschien niet helemaal sterk genoeg om deze gammastralen van Segue 1 te zien," legde Simon uit. Er is dus hoop dat Fermi in ieder geval de aanwijzing van een botsing zal detecteren. 'Een detectie zou spectaculair zijn', zei Simon. “Mensen proberen al 35 jaar donkere materie te leren kennen en hebben niet veel vooruitgang geboekt. Zelfs een zwakke gloed van de voorspelde gammastralen zou een krachtige bevestiging zijn van theoretische voorspellingen over de aard van donkere materie. ”
Laten we hopen dat Segue 1 niet alleen is in het donker.
Oorspronkelijke nieuwsbron: Keck Observatory Science News.
