Melkweg krijgt steeds meer buren

De Melkweg herbergt veel verrassingen. Hij blijkt geribbeld en er zijn nieuwe satellietstelsels ontdekt.

Illustratie Dana Berry

Rond onze Melkweg draaien tientallen kleine sterrenstelsels. Astronomen hebben nu negen van zulke sterrenstelsels ontdekt – het grootste aantal ‘satellietstelsels’ dat ooit in één keer is opgespoord. Met de nieuwe oogst komt het totale aantal satellietstelsels van onze Melkweg op 35. Slechts twee daarvan – de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk – hebben forse afmetingen en zijn al met het blote oog te zien.

De ontdekking, die binnenkort in het tijdschrift The Astrophysical Journal wordt gepubliceerd, is gedaan met de 570-megapixel Dark Energy Camera – de grootste digitale camera ter wereld. Deze camera, die gekoppeld is aan een telescoop in het Chileense Andes-gebergte, wordt momenteel gebruikt om een groot deel van de zuidelijke hemel in hoog detail in kaart te brengen.

Amina Helmi, hoogleraar astronomie aan het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen, toont zich enthousiast over de nieuwe ontdekking, waar ze zelf niet bij betrokken was. „Tot op zekere hoogte rekenden we er al op dat bij nieuwe surveys van de zuidelijke hemel meer satellietstelsels van de Melkweg ontdekt zouden worden”, aldus Helmi. „Maar dit overtreft onze verwachtingen, omdat er in een relatief klein stukje hemel zo veel nieuwe stelsels zijn ontdekt. Dat betekent dat er nog veel meer van zulke stelsels moeten zijn.”

Donkere materie

Onze Melkweg is een schijfvormig sterrenstelsel dat, net als de meeste andere schijfstelsels, een spiraalstructuur vertoont. Hij bestaat uit 200 tot 400 miljard sterren, maar die vertegenwoordigen nog geen tien procent van de totale massa. Het overgrote deel van de massa van het stelsel komt voor rekening van ‘donkere materie’ – een substantie die geen waarneembare straling uitzendt, maar wel aantrekkingskracht uitoefent op zijn omgeving.

Dwergstelsels zijn de kleinste sterrenstelsels in het heelal. De allerkleinste tellen slechts enkele duizenden sterren. Daar staat tegenover dat deze stelsels relatief veel donkere materie bevatten: sommige bestaan voor slechts één procent uit waarneembare materie in de vorm van sterren en gaswolken.

De recent ontdekte sterrenstelsels geven een miljard keer minder licht dan de Melkweg en bevatten een miljoen keer zo weinig massa. De meest nabije van het stel is ongeveer 97.000 lichtjaar van ons verwijderd, de verste 1,2 miljoen lichtjaar. Ter vergelijking: de afstand tot het meest nabije grote sterrenstelsel – het Andromedastelsel – bedraagt 2,5 miljoen lichtjaar.

De theoretische modellen die astronomen gebruiken om de evolutie van het heelal te beschrijven, voorspellen dat sterrenstelsels als de Melkweg omgeven zijn door honderden dwergstelsels. Ondanks de nieuwe ontdekkingen is dat aantal nog lang niet gehaald. Heel verwonderlijk is dat niet: dwergstelsels produceren zo weinig licht dat ze zelfs in onze kosmische achtertuin moeilijk te vinden zijn.

Volgens hoogleraar Amina Helmi uit Groningen is het opmerkelijk dat de dwergstelsels zo dicht in de buurt van de Magelhaense Wolken zijn aangetroffen. „Dit kan betekenen dat deze stelsels groepsgewijs naar de Melkweg toe ‘vallen’”, aldus Helmi. „Ook dat past binnen het kosmologische standaardmodel, maar was een minder zekere voorspelling.” Een voorspelling waar zijzelf trouwens wél bij betrokken was.

Sterrenhoop

Het is aannemelijk dat er de komende jaren nog meer satellieten van de Melkweg worden opgespoord. Of daar ook voldoende echte dwergstelsels bij zullen zijn om de ‘boekhouding’ van de donkere materie sluitend te maken, is nog onzeker. Volgens de ontdekkers zijn namelijk slechts drie van de nu ontdekte objecten met zekerheid dwergstelsels. De overige zouden ook bolvormige sterrenhopen kunnen zijn – verzamelingen sterren die op het eerste gezicht op dwergstelsels lijken, maar slechts weinig donkere materie bevatten.

De kans is groot dat het met de pas ontdekte dwergstelsels niet goed afloopt. De meest nabije van het stel, die zich ongeveer halverwege de Magelhaense Wolken bevindt, lijkt al aan flarden te worden getrokken door de getijkracht van de Melkweg. Zijn sterren zullen worden opgenomen door de halo – het relatief lege buitenste omhulsel – van ons sterrenstelsel, waar al meer ontheemde sterren van andere sterrenstelsels zijn aangetroffen.