In bevindingen die vandaag in The . zijn gepubliceerd Astrofysisch tijdschrift , Astronomen van de Universiteit van Texas in Austin melden dat ze een buitengewoon sterrenstelsel zijn tegengekomen dat een recent omstreden theorie over donkere materie zou kunnen bevestigen.

Donkere materie is materie die geen licht afgeeft, maar is detecteerbaar door zijn aantrekkingskracht op andere materie. Het werd voor het eerst ontdekt in de jaren zeventig in studies van spiraalstelsels, waarvan de buitenste regio's te snel roteerden om alleen te worden aangedreven door de zichtbare sterren en het gas in die regio's. Astronomen redeneerden dat er meer massa moet zijn die onzichtbaar is. Tientallen jaren van sterrenstelselobservaties hebben aangetoond dat bijna alle sterrenstelsels enorme hoeveelheden van deze "donkere materie, " en dat, in feite, er is ongeveer vijf keer zoveel donkere materie als er normaal is, zichtbare materie in het heelal.

Echter, een paar recente studies hebben aangetoond dat sommige sterrenstelsels niet hetzelfde patroon volgen als de "donkere materie-rijke" sterrenstelsels die sinds de jaren zeventig zijn gevonden. Deze studies toonden aan dat een handvol sterrenstelsels die ongeveer 10 miljard jaar geleden werden gezien, niet de verwachte hoeveelheid donkere materie bevatten. Dit zou kunnen betekenen dat sterrenstelsels in die tijd niet veel donkere materie hadden, maar die later wel kregen, ergens in de afgelopen 10 miljard jaar. Als dat het geval is, het zou ons fundamentele begrip van de vorming van sterrenstelsels op de proef stellen.

Nu UT Austin afgestudeerde student Patrick Drew en zijn adviseur, professor Caitlin Casey, hebben een heel ver sterrenstelsel gevonden dat rijk lijkt aan donkere materie, precies zoals verwacht van de lang gekoesterde theorie. Omdat dit sterrenstelsel 9 miljard lichtjaar verwijderd is, het vertelt ons dat sommige sterrenstelsels in een ver verleden al behoorlijk wat donkere materie bevatten. De toevallige bevinding lijkt in tegenspraak met de andere controversiële bevindingen van sterrenstelsels met weinig donkere materie.

Het team van Drew bestudeerde dit sterrenstelsel terwijl ze de Keck-telescoop op Hawaï gebruikten voor een onderzoek van de meest extreme stervormende sterrenstelsels in het universum. de zogenaamde 'stoffige stervormende sterrenstelsels'. Ze waren helemaal niet van plan donkere materie te bestuderen, maar ze probeerden te begrijpen waarom deze sterrenstelsels zo snel zoveel sterren produceren.

Maar een van hun sterrenstelsels verraste hen, en stuurden hun werk in een nieuwe richting.

Vanwege de willekeurige hoek waaronder het sterrenstelsel DSFG850.95 met de telescoop werd bestudeerd, de gegevens leverden een uiterst gedetailleerd verslag op van de snelheid van de rotatie van de melkweg van het centrum van de melkweg helemaal naar zijn verre uithoeken. Een "rotatiecurve" genoemd, " deze meting is precies wat astronomen gebruiken om de hoeveelheid donkere materie in een sterrenstelsel te bepalen.

Ze lieten deze gegevens aan Susan Kassin zien, een collega bij het Space Telescope Science Institute. Kassin, een expert op het gebied van dergelijke metingen van rotatiekrommen, herkenden onmiddellijk dat ze iets buitengewoons hadden gevonden:dit sterrenstelsel, 9 miljard jaar geleden gezien, bevat alle verwachte donkere materie die de theorie voorspelt.

Dit in tegenstelling tot een studie uit 2017 in Natuur die beweerde dat sterrenstelsels in dit kosmische tijdperk, 10 miljard jaar geleden, "misschien niet zoveel donkere materie, en dat ze fundamenteel verschillen van sterrenstelsels in het huidige heelal, Casey zei. "Het sterrenstelsel dat we hebben gevonden is daar een duidelijk tegenvoorbeeld van, waar donkere materie zich normaal lijkt te gedragen, zoals het doet in het huidige universum."

Het komt neer op, Drew zegt dat "dit sterrenstelsel doet wat verwacht wordt van soortgelijke sterrenstelsels en het is de eerste solide bevestiging dat wat er in deze sterrenstelsels in het huidige universum gebeurt, hetzelfde is als wat er in het vroege universum gebeurde."

Drew is van plan deze studie op te volgen met verdere studies van de melkweg in zijn lopende project met ALMA.