Dwergsatellietstelsels in de Melkweg voeren andere dansen uit dan onderzoekers aanvankelijk hadden verwacht. Marius Cautun van Durham University ontving een Marie Curie-beurs om de mysteries van deze orbitale dans te ontrafelen. Op 1 oktober 2018 start hij zijn onderzoek bij de Sterrewacht Leiden.

Gigantische sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zijn omgeven door een groot aantal zwakkere sterrenstelsels, zogenaamde dwergsterrenstelsels. Deze dwergen voeren een complexe orbitale dans uit rond hun moederstelsels. Deze dans lijkt enigszins op de beweging van de Jupiter-manen rond hun gigantische planeet. Theoretische modellen voorspelden dat deze dans zou moeten bestaan ​​uit willekeurig georiënteerde elliptische banen. Echter, observaties onthullen nu het tegenovergestelde:de meeste Melkweg-satellietstelsels draaien allemaal in hetzelfde vlak en hebben banen die veel meer cirkelvormig zijn dan verwacht.

'Dit is een groot probleem waar geen antwoord op is', vertelt Cautun. 'Het zou kunnen wijzen op een fundamentele ineenstorting van het huidige kosmologische model. Of anders, dat ons eigen sterrenstelsel heel atypisch is:een 1 op een 1000-systeem.' Er kunnen nog geen studies worden uitgevoerd naar de banen van dwergsatellieten voor andere gigantische sterrenstelsels, zoals onze naaste buur de Andromeda-melkweg. Daarom is de enige optie om de Melkweg in meer detail te onderzoeken.

Cautun hoopt dat zijn onderzoek baanbrekende nieuwe inzichten zal opleveren in de afwijkende dynamiek van de Melkweg-satellieten en de vormingsgeschiedenis van onze melkweg zal blootleggen. Cautun gaat eerst de verschijnselen onderzoeken die aanleiding geven tot de atypische banen van de satellietstelsels. De satellietstelsels vormen zich op enige afstand van de Melkweg en worden vervolgens op de donkere materie-halo van ons eigen sterrenstelsel geaccreteerd. 'Deze aanwas van satellieten vindt plaats langs voorkeursrichtingen, de zogenaamde filamenten van het kosmische web. Ik ga onderzoeken in hoeverre dit proces correlaties induceert in de banen van satellietstelsels', legt Cautun uit.

Ten tweede, huidige studies hebben alleen de banen van heldere Melkweg-satellieten geanalyseerd. Echter, zwakkere dwergsatellieten moeten ook belangrijke aanwijzingen bevatten. Rond onze melkweg, meer dan 40 van dergelijke voorbeelden zijn bekend. Met behulp van state-of-the-art melkwegvormingsmodellen, Cautun zal gedetailleerde kosmologische simulaties uitvoeren om de verspreiding van zeer zwakke satellieten van de Melkweg te voorspellen. 'Volgende, Ik zal deze modelvoorspellingen vergelijken met waarnemingen om een ​​ongekende test te maken van het huidige kosmologische paradigma. Dezelfde simulaties zijn ook essentieel voor het testen van de aard van donkere materie en modellen voor de vorming van sterrenstelsels.'