Bevestigd: sterrenstelsels zonder donkere materie bestaan

De nieuwe Hubble-waarnemingen zijn gebruikt om de afstand tot sterrenstelsel NGC 1052-DF4 (of kortweg DF4) nauwkeurig te kunnen bepalen. Met behulp van de ruimtetelescoop zijn de helderste rode reuzensterren in het sterrenstelsel opgespoord. Deze sterren kunnen worden gebruikt als ‘standaardkaarsen’, wat wil zeggen dat ze een voorspelbare absolute helderheid hebben. Uit hun schijnbare helderheid – de helderheid zoals we die vanaf de aarde waarnemen – kan daardoor rechtstreeks hun afstand worden berekend.

Uit de resultaten concludeert een team van astronomen, onder wie Shany Danieli en Pieter van Dokkum van de Yale Universiteit, dat DF4 ongeveer 61 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. Dat ontkracht de bevindingen van een ander team, onder leiding van Ignacio Trujillo van het Instituto de Astrofísica de Canarias, dat meende dat DF4 veel dichterbij is. Dat laatste zou dan betekenen dat het stelsel toch een normale hoeveelheid donkere materie bevat.

In 2018 ontdekten Van Dokkum en zijn team al een ander sterrenstelsel, DF2, dat eveneens een gebrek aan donkere materie vertoont. Dat werd afgeleid uit de trage snelheden waarmee sterren(hopen) om het centrum van het stelsel cirkelen. Omdat verondersteld wordt dat ongeveer 85 procent van alle materie in het heelal uit donkere materie bestaat, was dat nogal verbazingwekkend.

Inmiddels staan Van Dokkum en collega’s niet meer alleen. Eind september maakte een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) de ontdekking bekend van zes lichtzwakke sterrenstelsels die óók amper donkere materie lijken te bevatten.

Als deze onderzoeksresultaten standhouden, zou dat betekenen dat er aan het ontstaan van sommige sterrenstelsels geen grote hoeveelheden donkere materie te pas zijn gekomen. Het begint erop te lijken dat er in het vroege heelal ook wolken van normaal gas bestonden die van zichzelf al voldoende dichtheid hadden om sterren te kunnen vormen. Maar de discussie hierover is vast nog niet ten einde.