De ruimte is uitgestrekt en vol raadsels, maar toch blijft donkere materie een van de meest verbijsterende materie:de onzichtbare substantie die ongeveer 80% van de totale materie in het universum uitmaakt. Hoewel het niet direct zichtbaar is, houden de zwaartekrachtvingerafdrukken de sterrenstelsels met elkaar verbonden en geven ze vorm aan de grootschalige structuur van de kosmos. Recente waarnemingen van een verre waterstofwolk, genaamd Cloud‑9 , kan ons eindelijk een tastbaar inzicht geven in dit ongrijpbare onderdeel.

Cloud 9 bevindt zich op ongeveer 14 miljoen lichtjaar afstand, in de buitenwijken van het nabijgelegen M94-stelsel. Het was de negende wolk die werd geïdentificeerd in een onderzoek naar de omgeving van de Melkweg, en daarom kreeg hij zijn bijnaam. Astronomen veronderstellen dat het behoort tot een zeldzame klasse van objecten die bekend staan als RELHICs (Reionization-Limited Hydrogen Clouds). Dit zijn in essentie ongerepte, elektrisch neutrale waterstofresten uit het vroege heelal die nooit volledig geïoniseerd zijn door sterlicht.

Het object werd voor het eerst beschreven in een artikel uit 2023 in The Astrophysical Journal . Een internationaal team gebruikte de Hubble-ruimtetelescoop om naar sterlicht te zoeken. Omdat ze er geen vonden, concludeerden ze dat Cloud‑9 geen dwergstelsel is, maar een echt RELHIC, een mislukt sterrenstelsel dat nooit sterren heeft doen ontbranden.

Hoe weten we dat Cloud‑9 donkere materie bevat?

Het baanbrekende werk van Vera Rubin in de jaren zeventig onthulde het bestaan van donkere materie door de rotatiesnelheden van de buitenste gebieden van sterrenstelsels te meten. Hoewel Cloud‑9 te zwak is om rechtstreeks waar te nemen, kan de massa van het waterstofgas geschat worden op basis van radiowaarnemingen. Uit de gegevens blijkt dat de baryonische massa van de wolk ongeveer een miljoen maal de massa van de zon is. Toch is het gas stevig gebonden en blijft het coherent in plaats van zich te verspreiden of te worden geaccreteerd door M94. Deze stabiliteit impliceert een zwaartekrachthalo van grofweg 5 miljard zonsmassa's – consistent met donkere materie volgens de nieuwste kosmologische modellen.

Deze bevindingen bevestigen theoretische voorspellingen over de massadrempels die nodig zijn voor de vorming van sterrenstelsels. Als een mislukt sterrenstelsel suggereert Cloud-9 dat succesvolle sterrenstelsels deze massalimiet moeten overschrijden. Bovendien voegt de ontdekking van een nieuwe, voorheen onzichtbare klasse van door donkere materie gedomineerde objecten een essentieel onderdeel toe aan ons begrip van de evolutie van het universum.

Coreyford/Getty Images