Gegevens van ESA's Gaia-satelliet voor het in kaart brengen van sterren hebben verleidelijk bewijs onthuld dat de dichtstbijzijnde sterrenhoop bij de zon wordt verstoord door de zwaartekracht van een massieve maar onzichtbare structuur in onze melkweg.

Als het waar is, dit zou bewijs kunnen leveren voor een vermoedelijke populatie van 'donkere materie sub-halo's'. en zijn nu verspreid over de melkweg, een onzichtbare onderbouw vormen die een merkbare zwaartekrachtsinvloed uitoefent op alles wat te dichtbij drijft.

ESA Research Fellow Tereza Jerabkova en collega's van ESA en de European Southern Observatory deden de ontdekking terwijl ze bestudeerden hoe een nabije sterrenhoop opgaat in de algemene achtergrond van sterren in onze melkweg. Deze ontdekking was gebaseerd op Gaia's Early Third Data Release (EDR3) en gegevens van de tweede release.

Het team koos de Hyaden als hun doelwit omdat dit de dichtstbijzijnde sterrenhoop bij de zon is. Het bevindt zich op iets meer dan 153 lichtjaar afstand, en is gemakkelijk zichtbaar voor skywatchers op zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond als een opvallende "V"-vorm van heldere sterren die de kop van de stier in het sterrenbeeld Stier markeert. Voorbij de gemakkelijk zichtbare heldere sterren, telescopen onthullen een honderdtal zwakkere die zich in een bolvormig gebied van de ruimte bevinden, ongeveer 60 lichtjaar in doorsnede.

Een sterrenhoop zal van nature sterren verliezen, want als die sterren binnen de cluster bewegen, trekken ze aan elkaar door de zwaartekracht. Dit constante trekken verandert de snelheden van de sterren enigszins, sommige naar de randen van het cluster verplaatsen. Vanaf daar, de sterren kunnen worden weggevaagd door de zwaartekracht van de melkweg, vormen twee lange staarten.

Een staart volgt de sterrenhoop, de ander trekt er voor uit. Ze staan ​​bekend als getijdenstaarten, en zijn uitgebreid bestudeerd in botsende sterrenstelsels, maar niemand had ze ooit gezien vanuit een nabijgelegen open sterrenhoop, tot voorkort.

De sleutel tot het detecteren van getijdenstaarten is te zien welke sterren aan de hemel zich op dezelfde manier bewegen als de sterrenhoop. Gaia maakt dit gemakkelijk omdat het nauwkeurig de afstand en beweging meet van meer dan een miljard sterren in onze melkweg. "Dit zijn de twee belangrijkste grootheden die we nodig hebben om te zoeken naar getijdenstaarten van sterrenhopen in de Melkweg, ' zegt Tereza.

Eerdere pogingen van andere teams hadden slechts beperkt succes, omdat de onderzoekers alleen hadden gezocht naar sterren die nauw overeenkwamen met de beweging van de sterrenhoop. Dit sloot leden uit die eerder in de geschiedenis van 600-700 miljoen jaar vertrokken en dus nu in verschillende banen reizen.

Om het bereik van banen te begrijpen waarnaar moet worden gezocht, Tereza construeerde een computermodel dat de verschillende verstoringen zou simuleren die ontsnappende sterren in de cluster zouden kunnen voelen gedurende hun honderden miljoenen jaren in de ruimte. Het was na het uitvoeren van deze code, en vervolgens de simulaties te vergelijken met de echte gegevens dat de ware omvang van de getijdenstaarten van de Hyades werd onthuld. Tereza en collega's vonden duizenden voormalige leden in de Gaia-gegevens. Deze sterren strekken zich nu duizenden lichtjaren uit over de melkweg in twee enorme getijdenstaarten.

Maar de echte verrassing was dat de achterblijvende getijdenstaart sterren leek te missen. Dit geeft aan dat er iets veel bruter gebeurt dan dat de sterrenhoop langzaam 'oplost'.

Voer de simulaties opnieuw uit, Tereza toonde aan dat de gegevens kunnen worden gereproduceerd als die staart in botsing was gekomen met een wolk van materie met ongeveer 10 miljoen zonsmassa's. "Er moet een nauwe interactie zijn geweest met deze echt enorme klomp, en de Hyades zijn net vernield, " ze zegt.

Maar wat zou die klont kunnen zijn? Er zijn geen waarnemingen van een gaswolk of sterrenhoop die zo massief is in de buurt. Als er geen zichtbare structuur wordt gedetecteerd, zelfs niet bij toekomstige gerichte zoekopdrachten, Tereza suggereert dat het object een subhalo van donkere materie zou kunnen zijn. Dit zijn natuurlijk voorkomende klonten donkere materie waarvan wordt gedacht dat ze de melkweg tijdens zijn vorming helpen vormen. Dit nieuwe werk laat zien hoe Gaia astronomen helpt dit onzichtbare donkere-materieraamwerk van de melkweg in kaart te brengen.

"Met Gaia, de manier waarop we de Melkweg zien is volledig veranderd. En met deze ontdekkingen, zullen we de substructuren van de Melkweg veel beter dan ooit tevoren in kaart kunnen brengen, " zegt Tereza. En nadat hij de techniek met de Hyades had bewezen, Tereza en collega's breiden het werk nu uit door te zoeken naar getijdenstaarten van andere, verder weg gelegen sterrenhopen.