Metingen van een uitbarsting van radiogolven laten zien dat het aandeel zichtbare materie in de Melkweg 40 procent lager is dan in de rest van het heelal.
Een deel van de Melkweg ontbreekt. Het gebied in en rond ons eigen sterrenstelsel bevat namelijk minder normale materie dan verwacht, vergeleken met de hoeveelheid donkere materie. Dat blijkt uit een studie van een krachtige flits van kosmische radiogolven, een zogeheten snelle radio-uitbarsting (FRB).
De studie werd verricht met de Deep Synoptic Array (DSA), een reeks van 110 radioschotels in Californië, waarvan er tot nu toe 63 in bedrijf zijn. Dit instrument is speciaal ontworpen om FRB’s op te sporen en te achterhalen uit welke sterrenstelsels ze afkomstig zijn.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Dikke mist
Bij dat onderzoek kan ook de hoeveelheid materie tussen die sterrenstelsels en de aarde worden berekend, door te meten hoeveel van de FRB-straling onderweg door materie is geabsorbeerd. Dat is vergelijkbaar met licht schijnen door mist om te bepalen hoe dik de mist is.
Astronoom Vikram Ravi van het California Institute of Technology presenteerde de metingen op een bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. Hij en zijn collega’s gebruikten het licht van uitbarsting FRB 20220319D, die ontstond in een sterrenstelsel op ongeveer 163 miljoen lichtjaar afstand, om de materie in de halo van de Melkweg te onderzoeken. Die halo is een ruwweg bolvormige wolk van sterren, gas en donkere materie waarin de schijf van ons sterrenstelsel is ingebed.
‘Hoewel het heelal gemiddeld zo’n 16 procent baryonische [oftewel normale, red.] materie bevat en de rest donkere materie, is de baryonfractie van de Melkweg veel lager’, zegt Ravi. Uit de waarnemingen bleek dat de halo van de Melkweg voor maximaal 9,6 procent uit baryonische materie bestaat. Dat is 40 procent minder dan het heelal in zijn geheel.
Verrassend
‘Het is verrassend in de zin dat we lang hebben aangenomen dat deze halo’s de kosmische fractie baryonen bevatten die we zouden verwachten, althans binnen de FRB-gemeenschap’, zegt Ravi, ‘Maar numerieke simulaties van de vorming van sterrenstelsels laten wel zien dat verschillende terugkoppelingsmechanismen de neiging hebben om massa te verwijderen.’
Die mechanismen zijn bijvoorbeeld krachtige sterrenwinden, veroorzaakt door supernova’s en zware sterren, die materie wegblazen tijdens hun vorming. Ook superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels hebben dit effect.
Als deze meting door toekomstige waarnemingen wordt bevestigd, kan dit het bewijs zijn voor een woelige jeugd van ons sterrenstelsel, waarin materie naar de intergalactische ruimte werd weggeblazen.
