MACHO's verraden zich door hun lenswerking

Drie groepen astronomen lijken de eerste tekenen van Macho's te hebben ontdekt. Macho is het curieuze acroniem van Massief Compact Halo Object: een object dat niet voldoende straling produceert om zich als ster kenbaar te maken en zich bevindt in de halo rondom ons melkwegstelsel. Sommige astronomen denken dat het daar krioelt van zulke planeetachtige sterren (of sterachtige planeten). Zij zouden (een deel van) de donkere materie kunnen vormen die we niet kunnen zien, maar zich wel via aantrekkingskracht manifesteert.

Het rechtstreeks waarnemen van deze donkere objecten aan de grenzen van het melkwegstelsel is niet mogelijk. In 1986 stelde

Bohdan Paczynski, van de Princeton-universiteit in de Verenigde Staten, echter een indirecte waarnemingsmethode voor. Kijk naar sterren buiten ons melkwegstelsel, bijvoorbeeld in de Grote Magelhaense Wolk (een satellietstelsel) en let op tekenen die er op wijzen dat zo'n ster door een op de voorgrond staande Macho wordt bedekt.

Men zou denken dat de helderheid van zo'n ster dan afneemt, maar in werkelijkheid neemt hij juist toe. Dit komt doordat het licht van de ster door het gravitatieveld van het voorgrondobject wordt afgebogen en wel zodanig dat het wordt geconcentreerd. Het gravitatieveld van het voorgrondobject fungeert als vergrootglas. Dit gravitatielens-effect was al in de jaren dertig voorspeld door Einstein, maar men dacht dat het zo zeldzaam was dat men dan miljoenen sterren maandenlang zou moeten waarnemen en dat was in die tijd onmogelijk.

Moderne astronomische waarnemingstechnieken maken zo'n zoekactie nu echter wèl mogelijk. Ongeveer een jaar geleden zijn drie groepen astronomen naar dit effect gaan zoeken. Zij keken in de richting van de Grote Magelhaense Wolk en naar het centrum van ons melkwegstelsel, waar ook veel sterren dicht bij elkaar staan. Een Poolse groep astronomen publiceerde hun eerste resultaten vorige week in Acta Astronomica (43, p. 289) en een Amerikaanse en een Franse groep doen dat deze week in Nature (365, p. 621 en 623).

In alle gevallen gaat het om een ster (bij de Fransen zelfs om twee sterren) die eerst geleidelijk helderder werd en vervolgens naar zijn oorspronkelijke sterkte terugzakte. De symmetrische vorm van de helderheidsverandering komt overeen met wat men bij een gravitatielens verwacht. Uit de grootte van de verandering leidt men af dat de objecten die het licht concentreren een massa tussen 3 en 30 procent van die van de zon hebben: het goede massagebied voor Macho's.

Als het echt om gravitatielenzen gaat, is dat een enorme stimulans om deze waarnemingstechniek verder te ontwikkelen. Maar de astronomen beseffen dat één zwaluw nog geen zomer maakt: voorlopig mogen alternatieve verklaringen, zoals het opvlammen van de ster zèlf, nog niet worden uitgesloten. Het is daarom te hopen dat er meer van dit soort helderheidsveranderingen worden ontdekt. Als het echt om een gravitatielens-effect gaat, zal dat bij alle typen sterren moeten plaatsvinden (in tegenstelling tot veranderingen op sterren zèlf). En bij iedere ster zal het effect maar één keer mogen optreden, want de kans dat een ster nogmaals door een Macho wordt bedekt, is verwaarloosbaar klein.