Astronomen die de Hubble-ruimtetelescoop gebruiken, hebben een unieke kosmische structuur geïdentificeerd die ‘Cloud 9’ wordt genoemd – een enorme wolk van donkere materie en gas die opmerkelijk genoeg geen sterren bevat. Deze ontdekking, gelegen op ongeveer 14 miljoen lichtjaar afstand in het spiraalstelsel Messier 94 (M94), biedt een zeldzaam observatievenster in de ongrijpbare aard van donkere materie en de processen die het vroege universum vormden.
Onthulling van het ‘donkere universum’
De betekenis van Cloud 9 ligt in de samenstelling ervan. Donkere materie, die grofweg 85% van de totale massa van het universum uitmaakt, blijft onzichtbaar omdat er geen interactie is met licht. In plaats daarvan leiden wetenschappers de aanwezigheid ervan af via zwaartekrachteffecten op zichtbare materie. Wolk 9 is een bijzonder dichte concentratie van donkere materie, die naar schatting ongeveer 5 miljard maal de massa van onze zon bevat, terwijl deze slechts een relatief kleine hoeveelheid gewoon gas bevat. Deze onevenwichtigheid biedt een directe studiemogelijkheid voor een fenomeen dat verder alleen theoretisch is.
“Deze wolk is een venster op het donkere universum”, legt Andrew Fox uit, een teamlid van de Association of Universities for Research in Astronomy/Space Telescope Science Institute. “We weten uit theorie dat het grootste deel van de massa in het universum naar verwachting uit donkere materie bestaat, maar het is moeilijk om dit donkere materiaal te detecteren omdat het geen licht uitstraalt. Cloud-9 geeft ons een zeldzame blik op een door donkere materie gedomineerde wolk.”
Mislukt sterrenstelsel: een venster op fundamentele bouwstenen
Het object is geclassificeerd als een Reionization-Limited Hydrogen I Cloud (RELHIC). Aangenomen wordt dat deze wolken overblijfselen zijn van het vroege heelal, waar donkere materie voor het eerst begon samen te klonteren en de zaden voor sterrenstelsels vormde. In Wolk 9 begint zich waterstofgas op te hopen, maar de stervorming is op onverklaarbare wijze tot stilstand gekomen. Dit maakt het tot een ‘mislukt sterrenstelsel’: een oerbouwsteen die nooit volledig is ontbrand.
“Dit is het verhaal van een mislukt sterrenstelsel”, zegt teamleider Alejandro Benitez-Llambay. “In de wetenschap leren we meestal meer van de mislukkingen dan van de successen. In dit geval is het zien van geen sterren het bewijs dat de theorie juist is.”
Implicaties voor toekomstig onderzoek
De ontdekking suggereert dat vergelijkbare, vastgelopen sterrenstelsels vaker voorkomen dan eerder werd gedacht. Dankzij de gevoeligheid van Hubble konden astronomen de volledige afwezigheid van sterren bevestigen, waardoor de mogelijkheid van een zwak, voorheen onopgemerkt dwergstelsel werd uitgesloten. Het team is van mening dat Cloud 9 met voldoende extra gas – ongeveer 5 miljard zonsmassa’s – uiteindelijk zou kunnen evolueren naar een volledig gevormd sterrenstelsel. Voorlopig biedt het een uniek laboratorium voor het bestuderen van donkere materie in zijn ruwe, geconcentreerde staat.
Toekomstige astronomische onderzoeken zullen zich waarschijnlijk op soortgelijke structuren richten, aangezien het bestaan van RELHICs aantoont dat het vroege universum mogelijk nog veel meer van dergelijke ‘verlaten huizen’ bevat die wachten om ontdekt te worden. Deze ontdekking gaat niet alleen over één wolk, maar over het verfijnen van ons begrip van hoe sterrenstelsels ontstonden en welke rol donkere materie speelde in de evolutie van de kosmos.
Deze doorbraak onderstreept het belang van voortdurende astronomische observatie, aangezien zelfs ‘mislukkingen’ in het universum fundamentele waarheden over zijn oorsprong kunnen ontsluiten.
