Spookmelkweg zonder donkere materie
Astronomen hebben een melkweg gevonden met nauwelijks ‘donkere materie’. Volgens het boekje kan dat niet.
Doorgaans beweren astronomen dat 95 procent van het heelal niet zichtbaar is, maar dat het er desondanks wel is. Het mag dan ook als nieuws worden beschouwd als ze melden dat ze iets niet zien omdat het er niet is. De melkweg NGC 1052DF2, op 65 miljoen lichtjaar hiervandaan, blijkt nauwelijks donkere materie te bevatten, en dat was een flinke schok voor de ontdekkers. Onderzoeksleider Pieter van Dokkum noemt het in een persbericht van de twee betrokken observatoria in Hawaï een game changer, iets dat alle eerdere kennis overhoop gooit.
Astronomen hebben donkere materie nodig om het bestaan van melkwegen te verklaren. Als je ziet hoe snel die ronddraaien, zouden ze uit elkaar moeten scheuren. Toch blijven ook de buitenste sterren netjes in hun melkweg gevangen. Wat moet betekenen dat ze op hun plaats gehouden worden door méér dan alleen de zwaartekracht van de andere zichtbare sterren in die melkweg. Ergens moet een onzichtbare bron van zwaartekracht zitten – of een bron van een nog onbekende aantrekkingskracht, maar dan moeten we de héle natuurkunde op het stort gooien. Materie die geen licht uitstraalt, maar wel een massa en dus zwaartekracht heeft, is een heel wat minder ingrijpende verklaring voor het gedrag van melkwegen.
Onze eigen melkweg heeft naar schatting dertig keer meer donkere materie dan zichtbare, voor dwergmelkwegen kan dat tot vierhonderd keer gaan. NGC 1052DF2 zou in de buurt van 400 moeten zitten, maar hij zit aan nul, of in elk geval minder dan 1. Voorzover we nu weten is hij de enige melkweg in dat geval.
Buitenbeentje
NGC 1052DF2 is een buitenbeentje, maar één onwelkom feit is in de wetenschap genoeg om een theorie ten grave te dragen. De ontdekking haalde dus het topblad Nature. Niet dat de theorie van de donkere materie al begraven is; daarvoor zullen de astronomen eerst zekerder moeten zijn van wat ze nu precies zien (en niet zien).
NGC 1052DF2 is al in 2000 ontdekt. Wat de astronomen nu hebben gezien, is dat er rond de melkweg nog
tien ‘sterrenhopen’ draaien – zoals bij wel meer melkwegen het geval is – maar dat die ongewoon traag bewegen. Hoe trager sterrenhopen in zo’n sterrenstelsel bewegen, hoe minder massa er in dat stelsel aanwezig is. De zwaartekracht die nodig is om alles bij elkaar te houden, kan zo ongeveer door de zichtbare sterren alleen geleverd worden.
Heeft NGC 1052DF2 tijdens een kosmische ramp zijn onzichtbare materie uitgestoten? Is hij zelf een verstoteling uit een reusachtige melkweg in dezelfde hoek van de kosmos, NGC 1052? En heeft hij daarbij niet alles meegekregen wat zou moeten? Of moeten we toch de handboeken herschrijven? We weten het niet. Een leidraad kan de spreuk zijn die in laboratoria weleens aan de muur hangt: ‘Vooraleer je de kwantummechanica in twijfel trekt, controleer eerst even de zekeringen’.
Om de theorie van de donkere materie te begraven, moeten de astronomen eerst zekerder zijn van wat ze nu precies (niet) zien