Er is een "donkere impactor" explosieve gaten in ons sterrenstelsel. We kunnen het niet zien. Het is mogelijk niet gemaakt van normale materie. Onze telescopen hebben het niet direct gedetecteerd. Maar het lijkt er zeker op dat het daar is.
'Het is een dichte kogel van iets', zei Ana Bonaca, een onderzoeker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, die bewijs voor het impactor ontdekte.
Bonaca's bewijs voor de donkere impactor, die ze op 15 april presenteerde op de conferentie van de American Physical Society in Denver, is een reeks gaten in de langste stellaire stroom van ons sterrenstelsel, GD-1. Stellaire stromen zijn lijnen van sterren die samen over sterrenstelsels bewegen, vaak afkomstig van kleinere klodders sterren die in botsing kwamen met de melkweg in kwestie. De sterren in GD-1, overblijfselen van een "bolhoop" die lang geleden in de Melkweg is gestort, zijn uitgestrekt in een lange rij langs onze hemel.
Onder normale omstandigheden zou de stroom min of meer een enkele lijn moeten zijn, uitgestrekt door de zwaartekracht van onze melkweg, zei ze in haar presentatie. Astronomen zouden een enkele opening in de stroom verwachten, op het punt waar de oorspronkelijke bolhoop zich bevond voordat de sterren in twee richtingen wegdreven. Maar Bonaca toonde aan dat GD-1 een tweede gat heeft. En die kloof heeft een rafelige rand - een regio die Bonaca de 'uitloper' van GD-1 noemt - alsof er niet lang geleden iets enorms door de stroom is gedoken, dat sterren met zijn enorme zwaartekracht achter zich aan sleurde. GD-1 lijkt te zijn geraakt met die ongeziene kogel.
"We kunnen niet toewijzen aan enig lichtgevend object dat we hebben waargenomen", vertelde Bonaca aan WordsSideKick.com. 'Het is veel zwaarder dan een ster ... Zoiets als een miljoen keer de massa van de zon. Dus er zijn gewoon geen sterren van die massa. We kunnen dat uitsluiten. En als het een zwart gat was, zou het een superzwaar zwart zijn gat van het soort dat we in het centrum van ons eigen sterrenstelsel vinden. "
Het is niet onmogelijk dat er een tweede superzwaar zwart gat in ons sterrenstelsel is, zei Bonaca. Maar we zouden er een teken van zien, zoals fakkels of straling van de accretieschijf. En de meeste grote sterrenstelsels lijken slechts één superzwaar zwart gat in hun midden te hebben.
Omdat er geen gigantische, heldere objecten zichtbaar weg van de GD-1 zippen en er geen bewijs is voor een verborgen, tweede superzwaar zwart gat in ons sterrenstelsel, is de enige voor de hand liggende optie die overblijft een grote massa donkere materie. Dat betekent niet dat het object absoluut, 100% absoluut gemaakt is van donkere materie, zei Bonaca.
'Het kan zijn dat het een lichtgevend object is dat ergens heen is gegaan en zich ergens in de melkweg verbergt', voegde ze eraan toe.
Maar dat lijkt onwaarschijnlijk, mede door de enorme schaal van het object.
'We weten dat het 10 tot 20 parsecs is,' zei ze. 'Ongeveer zo groot als een bolhoop.'
Maar het is moeilijk om een lichtgevend object volledig uit te sluiten, deels omdat de onderzoekers niet weten hoe snel het bewoog tijdens de inslag. (Het kan heel snel zijn gegaan, maar niet zo zwaar als verwacht - een echte donkere kogel - zei Bonaca. Of het zou langzamer kunnen zijn, maar erg massief - een soort donkere hamer.) Zonder een antwoord daarop vraag, het is onmogelijk om er zeker van te zijn waar het ding terecht zou zijn gekomen.
Toch is de mogelijkheid om een echt object met donkere materie te hebben gevonden verleidelijk.
Op dit moment weten onderzoekers niet wat donkere materie is. Ons universum lijkt te werken als de lichtgevende materie, het spul dat we kunnen zien is slechts een klein deel van wat er is. Sterrenstelsels binden zich samen alsof er iets zwaars in zit, geclusterd in hun centra en een enorme zwaartekracht creëren. Dus de meeste natuurkundigen redeneren dat er iets anders is, iets onzichtbaars. Er zijn veel verschillende meningen over waar het van gemaakt is, maar geen van de pogingen om donkere materie direct op aarde te detecteren, heeft tot nu toe gewerkt.
Deze dichte bal van ongezien iets dat door onze Melkweg stort, biedt natuurkundigen een nieuw stukje bewijs dat donkere materie echt kan zijn. En het zou suggereren dat donkere materie echt "klonterig" is, zoals de meeste theorieën over het gedrag ervan voorspellen.
Als donkere materie "klonterig" is, dan is het geconcentreerd in onregelmatige brokken die ruwweg over sterrenstelsels zijn verdeeld - net zoals de lichtgevende materie die we zien geconcentreerd in sterren en nevels. Sommige alternatieve theorieën, waaronder theorieën die suggereren dat donkere materie helemaal niet bestaat, zouden geen klonters bevatten - en zouden de effecten hebben van donkere materie die soepel over sterrenstelsels wordt verdeeld.
Tot dusverre is de ontdekking van Bonaca uniek in zijn soort, zo nieuw dat hij nog niet is gepubliceerd in een peer-reviewed tijdschrift (hoewel hij met waardering werd ontvangen door de menigte natuurkundigen op de prestigieuze conferentie).
Om het voor elkaar te krijgen, vertrouwde ze op gegevens van de Gaia-missie, een European Space Agency-programma om miljarden sterren in onze melkweg en hun bewegingen aan de hemel in kaart te brengen. Het vormde de best bestaande catalogus van de sterren die deel lijken te uitmaken van GD-1.
Bonaca ondersteunde die gegevens met waarnemingen van de Multi Mirror Telescope in Arizona, die aantoonden welke sterren naar de aarde toe bewogen en welke wegbewogen. Dat hielp onderscheid te maken tussen sterren die echt bewogen met GD-1, en sterren die er net naast zaten in de lucht van de aarde. Die inspanning leverde het meest nauwkeurige beeld ooit van GD-1 op, dat de tweede opening, de uitloper en een voorheen ongezien gebied van de stellaire stroom onthulde.
Onderweg, zei Bonaca, wil ze meer kaartprojecten uitvoeren om andere delen van de hemel te onthullen waar iets ongezien sterren lijkt te kloppen. Het doel, zei ze, is om uiteindelijk overal in de Melkweg bosjes donkere materie in kaart te brengen.
