Trekt donkere materie de Hyaden uit elkaar?

zoekkaart Hyaden
Volg de gordel van Orion richting noordwesten om de open sterrenhoop de Hyaden en de heldere ster Aldebaran in het sterrenbeeld Stier – Taurus te vinden. Credit: Kuuke’s Sterrenbeelden.

De Hyaden zijn een jonge V-vormige open sterrenhoop die de kop van het sterrenbeeld Stier – Taurus vormt. Deze open sterrenhoop wordt langzaam door een enorme, onzichtbare massa uit elkaar getrokken, aldus een recent gepubliceerd onderzoek. Deze grote onrust in de kop van de stier kan wijzen naar een oude voorraad donkere materie die is overgebleven na het ontstaan van ons sterrenstelsel, aldus de onderzoekers.

In een nieuw artikel dat op 24 maart 2021 in het tijdschrift ‘Astronomy and Astrophysics’ werd gepubliceerd gebruikten onderzoekers gegevens van de Europese GAIA-missie om de geschiedenis van de Hyaden te onderzoeken. De open sterrenhoop bevindt zich op een afstand van ongeveer 150 lichtjaar van de Aarde. De sterrenhoop bestaat uit honderden sterren en het is de meest nabije sterrenhoop die bovendien met het blote oog gemakkelijk aan de sterrenhemel is te vinden. Een van de meest heldere sterren is epsilon Tauri. Deze ster wordt het oog van de stier genoemd vanwege zijn positie in de kop van Taurus.

Astronomen schatten dat de sterrenhoop 600 tot 700 miljoen jaar oud is (vergeleken met de leeftijd van Zon van 4,6 miljard jaar nog een ukkie dus). De vorm van de open sterrenhoop is als gevolg van de invloed van nabije sterrenhopen en andere objecten in de loop van de tijd al stevig van vorm veranderd. De auteurs van het nieuwe onderzoek wilden meer leren over deze veranderingen door de twee ‘staarten’ van de sterrenhoop te bestuderen. Deze staarten zijn de twee uitgestrekte stromen sterren die zich hebben afgesplitst van de bulk in het centrum. Een van de staarten wijst richting het centrum van ons sterrenstelsel en de andere wijst er vanaf.

Astronomen noemen het ‘getijdenstaarten’, en ze ontstaan op een natuurlijke wijze als het resultaat van de gravitationele interacties tussen groepen sterren. Om heldere en spectaculaire staarten te zijn kijken astronomen vooral naar samensmeltende sterrenstelsels, zoals de twee Antennestelsels, die elkaars randen geleidelijk veranderen in slierten van sterrenlicht.

Maar onlangs hebben astronomen ook getijdenstaarten waargenomen in sterrenhopen. Naarmate sterren in sterrenhopen ouder en zwaarder worden verdringen ze hun buren en duwen ze uiteindelijk enkele sterren naar de rand van de sterrenhoop. Daar worden sterren gevoeliger voor de aantrekkingskracht van nog zwaardere objecten in ons sterrenstelsel waardoor ze geleidelijk uit de opensterrenhoop verdwijnen en een getijdenstaart vormen. De snelheid en het traject van deze staarten kunnen wijzen op de aanwezigheid van objecten die onzichtbaar zijn voor telescopen.

Sterren in getijdenstaarten kunnen in een bepaalde richting sneller bewegen en dit zou dan kunnen duiden op iets dat hen aantrekt.

De leidende en volgende staart van een sterrenhoop bevatten meestal ongeveer hetzelfde aantal sterren maar toen de onderzoekers de staarten van de Hyaden in kaart brachten zagen ze iets verrassend: de volgende staart had opmerkelijk minder sterren dan de leidende staart. Het leek alsof de achterblijvende staart ‘oploste’ in de ruimte, aldus de onderzoekers.

Met computersimulaties probeerden de onderzoekers te achterhalen wat deze mismatch zou kunnen veroorzaken. Ze concludeerden dat de sterren hoop en zijn getijdenstaart werden verstoord door een enorme klont materie met een massa van 10 miljoen zonnen, vergelijkbaar met hoe een groot sterrenstelsel met zijn zwaartekracht een klein sterrenstelsel kan versturen. Maar het meest vreemde is dat er geen ‘klont’ of ander object, zichtbaar is in de buurt van de Hyaden die een dergelijke storing kan veroorzaken.

Een mogelijke verklaring, volgens de onderzoekers, is donkere materie, het onzichtbare, zware spul dat volgens NASA naar schatting 27% van de totale massa van het heelal bepaalt. Wetenschappers vermoeden dat ‘halo’s van donkere materie hebben bijgedragen aan het ontstaan van sterrenstelsels en dat er nog steeds sporen (of ‘subhalo’s’) van donkere materie verspreid tin ons sterrenstelsel voorkomen. Het is mogelijk dat de ‘klont’ die de Hyaden uit elkaar trekt in feite een subhalo is van donkere materie die de sterren naar zijn grillen buigt, aldus de onderzoekers.

Volgens de onderzoekers is dit, gezien de huidige beschikbare gegevens en het begrip van de fysica,  de beste verklaring voor de wankele staarten van de Hyaden. Het is een belangrijke ontdekking omdat het bewijst dat gegevens van Gaia en andere soortgelijke missies voor het in kaart brengen van sterren niet alleen de geheimen van de sterren en planeten om ons heen kunnen onthullen maar ook de onzichtbare structuren die aan ons heelal ten grondslag liggen.

Meer over de Hyaden, de naamgeving en de Hyaden aan de sterrenhemel in dit artikel.

Artikel: The 800 pc long tidal tails of the Hyades star cluster

 

Eerste publicatie: 28 maart 2021
Bron: space.com en anderen