Om ons sterrenstelsel, de Melkweg, draaien kleine, zwakke buurstelsels. Vreemd genoeg hebben die zich verzameld in een dun vlak. Een aantal astronomen denkt hiervoor een verklaring te hebben, maar niet iedereen is het ermee eens.
De dwergsterrenstelsels die als satellieten om de Melkweg heen draaien, bevinden zich bijna allemaal in hetzelfde, onwaarschijnlijke dunne vlak. Het is alsof iets ervoor zorgt dan deze kleine satellietstelsels zich daar verzamelden. Maar er is geen natuurkundig mechanisme bekend dat het kan verklaren.
Een internationale onderzoeksgroep laat nu zien dat het bestaan van dit satellietvlak een tijdelijke toevalligheid is, die mettertijd zal verdwijnen. Over een miljard jaar of minder zullen de stelsels weer meer willekeurig verspreid om de Melkweg draaien.
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 ...
Groupies van de Melkweg
Het vlak met satellietstelsels is in strijd met het zogeheten standaardmodel van de kosmologie, het model dat astronomen gebruiken om het ontstaan van sterrenstelsels en structuren in het heelal te beschrijven. Volgens het standaardmodel klonterden kleine dwergstelsels samen tot grotere sterrenstelsels zoals de Melkweg. Dat gebeurde te midden van wolken donkere materie.
Donkere materie is mysterieus spul dat onderzoekers niet kunnen zien. De aanwezigheid blijkt enkel uit de zwaartekracht die het uitoefent.
De satellietstelsels zouden overblijfselen zijn van de formatie van grotere sterrenstelsels. Ze hangen als groupies om de Melkweg heen, gevangen door de zwaartekracht van de donkeremateriewolk.
Satellietstelsels volgens Gaia
Als deze beschrijving klopt, dan zou je verwachten dat de satellietstelsels willekeurig om de Melkweg heen draaien, niet in een vlak. Dat is wat simulaties van de vorming van de Melkweg voorspellen.
Maar het is niet wat astronomen aan de hemel zien. Daarom besloot een internationale onderzoeksgroep een nieuwe simulatiepoging te wagen. Hiervoor gebruikten ze data van de ruimtetelescoop Gaia. Deze dataset bevat nauwkeurige metingen van de positie en snelheid van ongeveer een miljard sterren in de Melkweg en zijn satellietstelsels. Aan de hand van deze gegevens berekenden ze de banen van de satellietstelsels door de tijd heen.
Volgens deze simulaties waren de satellietstelsels in het verleden niet zo netjes uitgelijnd. En in de toekomst zullen zo ook niet zo netjes uitgelijnd blijven. Dat ze nu in een nette, smalle schijf rondcirkelen, lijkt een tijdelijke situatie.
Dom toeval dus. De schijf die we zien is erg onwaarschijnlijk, maar niet onmogelijk.
Of toch niet?
Maar niet iedereen is ervan overtuigd dat het satellietvlak een tijdelijke toevalligheid is. Astronoom Marcel Pawlowski van het Leibniz Instituut voor Astrofysica in Duitsland, die niet bij het onderzoek betrokken was, vindt het geen verhelderende verklaring. ‘Deze ‘oplossing’ bestond achttien jaar geleden al, toen we ontdekten dat het standaardmodel de structuur van satellietstelsels niet kan verklaren’, zegt hij. Naar zijn idee bieden de nieuwe simulaties daar geen sterker bewijs voor dan eerder onderzoek. ‘Misschien dat achttien jaar geen oplossing vinden het aantrekkelijker maakt om toevalligheid nu als oplossing te accepteren.’
‘Bovendien richt dit onderzoek zich enkel op de Melkweg terwijl er vergelijkbare structuren bestaan. Bijvoorbeeld rond andere stelsels, zoals het Andromedastelsel en Centaurus A’, aldus Pawlowski.
Alternatieven
Er zijn enkele suggesties die het satellietvlak op een andere manier verklaren. Het blijkt bijvoorbeeld dat de alternatieve zwaartekrachttheorie MOND, die het bestaan van donkere materie verwerpt, het ontstaan van dergelijke satellietvlakken kan verklaren. Volgens MOND-voorspellingen kan het vlak ontstaan zijn door een ontmoeting tussen de Melkweg en Andromeda, miljarden jaren geleden.
Volgens de betrokken onderzoeker Carlos Frenk van de universiteit van Durham toont het nieuwe werk juist aan dat MOND niet nodig is. Het standaardmodel met donkere materie geeft volgens hem ‘een opmerkelijk getrouwe beschrijving van de evolutie van ons heelal.’
