columngeorge van hal

Gevonden: sterrenstelsel zonder donkere materie. Is het mysterieuze spul dan toch een illusie?

De Orionnevel op zo'n 1.500 lichtjaar van de aarde. Volgens alle standaardtheorieën hebben sterrenstelsels donkere materie nodig om te kunnen bestaan.  Beeld Getty
De Orionnevel op zo'n 1.500 lichtjaar van de aarde. Volgens alle standaardtheorieën hebben sterrenstelsels donkere materie nodig om te kunnen bestaan.Beeld Getty
George van Hal

‘Wat kun je niet zien, maar wel meten?’ ‘Niet ruiken, maar wel voelen?’ Nee, dit is geen raadsel voor op een kinderpartijtje. Dit gaat over een van de meest raadselachtige dingen uit de moderne sterrenkunde: donkere materie.

Donkere materie is ‘iets’– een deeltje, denken de meesten astronomen, maar het kan ook iets totaal onverwachts zijn – dat je niet kunt zien of ruiken. Maar dat je dus wel kunt meten. In sterrenstelsels bijvoorbeeld, die zodanig snel draaien dat de sterren er normaliter uit zouden zwiepen, als stoeltjes uit een zweefmolen waarvan de kabels breken. Donkere materie houdt de boel in de praktijk bij elkaar. Want sterren kunnen de zwaartekracht van die onzichtbare donkere materie toch voelen. Alsof je de kabels van je zweefmolen extra dik maakt, zodat ze niet kunnen knappen.

Tot nog toe heeft elk sterrenstelsel dat astronomen hebben bestudeerd, donkere materie nodig om te kunnen bestaan. Totdat een internationale groep astronomen in 2019 zes sterrenstelsels ontdekte met weinig tot zelfs geen donkere materie.

‘Onmogelijk! Ga nog maar eens meten’, luidde de consensus vanuit de astronomische wereld. Zul je zien dat je alsnog donkere materie meet. Maar na weer veertig uur en nog nauwkeuriger meten luidt de conclusie opnieuw: we hebben een sterrenstelsel gevonden zonder donkere materie.

Dat schrijven de onderzoekers in een artikel dat binnenkort verschijnt in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Het sterrenstelsel waar het om gaat heeft de esoterische naam AGC 114905 en staat op zo’n 250 miljoen lichtjaar bij ons vandaan. Het is een zogeheten ultradiffuus sterrenstelsel – ‘ultradiffuus’, omdat het grofweg zo groot is als de Melkweg, maar wel duizendmaal minder sterren bevat.

De onderzoekers turfden bij hun onderzoek het draaien van het stelsel en keken of ze donkere materie nodig hadden om de metaforische kabels te stutten. Dat bleek niet het geval. De zwaartekracht van alle zichtbare materie in het stelsel is voldoende om de boel bij elkaar te houden.

Dat is raar. Volgens alle standaardtheorieën over hoe het heelal werkt, zou het mysterieuze spul er namelijk wel in moeten zitten. Wat er aan de hand kan zijn? De onderzoekers hebben geen idee.

Een meetfout, wellicht? Kan, maar ook andere onderzoekers hebben al eens sterrenstelsels gezien met minder donkere materie dan verwacht. Er is dus sowieso iets vreemds aan de hand.

Of misschien, heel misschien, bestaat donkere materie helemaal niet. Is het een illusie, iets dat opborrelt uit een nog onbegrepen krocht van de natuurkunde. Dat ligt op basis van het totale bewijs overigens niet voor de hand, maar in de wetenschap moet je nu eenmaal voor alle opties openstaan.

‘Wat bleek later niet te bestaan, maar kreeg van natuurkundigen wél een naam?’ Het zou niet de eerste keer zijn dat fysici een voorheen mysterieus verschijnsel naar de sectie afgedankte ideeën moeten verplaatsen.

Meer over