Stelt u zich voor: een complete melkweg gemaakt van iets wat we niet kunnen zien én nauwelijks kunnen meten. Volgens Chinese astronomen is dit geen sciencefiction, maar een reëel fenomeen—en misschien wel verrassend dichtbij ons eigen melkwegstelsel. Waar normale melkwegen zoals de Melkweg bevolkt zijn met miljarden sterren, gloeiend gas en een vleugje kosmisch stof, is er nog een hoofdrolspeler: donkere materie. Donkere materie is een mysterieuze vorm van materie die alleen via zwaartekracht op zijn omgeving reageert. Ongeveer 85% van alle massa in een melkweg bestaat hieruit. Zonder donkere materie zou de Melkweg zelf letterlijk uit elkaar drijven. En interessant feit: hoe snel sterren door hun melkweg zoeven, verraadt hoeveel donkere materie er is.
Over het ontstaan van melkwegen zijn talloze theorieën en discussies. Nog geen enkele is waterdicht bewezen, ondanks overtuigende aanknopingspunten. Eén van de meest beschreven scenario’s? Donkere-materiehalos waren het eerste wat ontstond in het prille universum. Die onzichtbare structuren trokken normaal gas aan—het begin van sterren, planeten en uiteindelijk melkwegen zoals de onze. Dat gebeurde al binnen de eerste paar miljard jaar na de oerknal.
Aan de andere kant: sommige halos hebben mogelijk nooit genoeg gas kunnen verzamelen of de juiste omstandigheden gehad om sterren te vormen. Dat opent de deur naar het bestaan van melkwegen gemaakt uit vrijwel pure donkere materie. Dankzij een recente ontdekking van een supersnelle gaswolk—mogelijk een buur van de Melkweg—denken astronomen nu voor het eerst indirect bewijs te hebben van zo’n ‘donkere’ melkweg.
Donkere melkwegen: kosmische schaduwstructuren?
Donkere melkwegen zijn in essentie hele melkwegen zonder een enkele zichtbare ster. Ze bestaan vrijwel volledig uit donkere materie en zenden daardoor zelf geen licht uit—dat maakt ze extreem lastig op te sporen. Eigenlijk merken we pas dat ze er zijn als hun zwaartekracht effect heeft op naburige objecten of licht van achtergrondsterren afbuigt.
Gravitatielenzen zijn een van de weinige manieren waarmee we deze schaduwachtige melkwegen kunnen betrappen.
Volgens wetenschappers zijn deze ‘donkere’ melkwegen ontstaan omdat donkere-materiehalos onvoldoende gewone materie hebben aangetrokken of omdat stervorming voortijdig is afgeslagen. Soms kunnen er een paar sterren zijn geweest, maar zelfs die zijn inmiddels uitgedoofd. Daarom zijn ze in jonge universums haast onmogelijk aan te tonen, zelfs voor de nieuwste telescopen.
Wat is donkere materie eigenlijk?
Donkere melkwegen draaien om één ding: materie die zichzelf niet wil tonen. Donkere materie reageert niet op licht of andere elektromagnetische straling. Traditionele telescopen zien het niet, wat het onderzoek ernaar tot een vak apart maakt. Toch weten we dat het bestaat: door te kijken hoe sterren draaien, hoe clusters zich vormen en hoe het universum op de grootste schaal is opgebouwd.
Volgens de laatste schattingen bestaat zo’n 27% van het hele universum uit donkere materie; gewone materie (waar alles wat we kennen van gemaakt is) maakt slechts 5% uit. Wat donkere materie precies is? Niemand die het weet! Eén van de meest besproken kandidaten: WIMPs—gigantisch zware, maar super zwakke deeltjes.
De raadselachtige wolk G185.0-11.5 — een Nederlandse connectie
Een internationaal team vond een echt opvallende gaswolk aan de rand van de Melkweg. Ze maakten gebruik van data van het klassieke Arecibo-observatorium én het Chinese FAST-radiotelescoop—en ja, diverse Nederlandse instituten keken intens mee vanwege onze expertise in radioastronomie. Deze wolk, G185.0–11.5, zwerft rond in het zogeheten AC-I-complex. Zulke highspeed gaswolken zijn meestal restmateriaal van andere melkwegen, die door zwaartekracht worden ingevangen.
De gaswolk bevindt zich ruim 900.000 lichtjaar van de aarde en draait op een manier die wijst op de aanwezigheid van een flinke hoeveelheid donkere materie. Ze bevat geen sterren, maar toont typische kenmerken van rotatie. Opvallend: Uit data bleek dat er wel 21 keer meer donkere materie dan gewone materie aanwezig is—een zeldzaam kosmisch verschijnsel. Astronomen vermoeden dan ook dat deze wolk zich door donkere materie laat sturen—en mogelijk zelf de eerste aanwijzing is voor een ‘donkere’ melkweg in onze achtertuin.
Hoe ontstaan melkwegen? Een overzicht
Deze ontdekking onderschrijft een oude, maar telkens terugkerende theorie: moderne melkwegen zijn geboren uit onzichtbare donkere-materiehalos. Die halos trekken met hun zwaartekracht al het gewone gas aan, koelen het af, en zo liggen de omstandigheden klaar voor het vormen van sterren en planeten. Een soort kosmisch fundament waar alles op rust.
Hoewel er nog geen sluitend bewijs is, sluiten moderne computersimulaties en kosmologische waarnemingen hierbij aan. De laatste decennia zien we steeds duidelijker—in grote kosmische surveys en bijvoorbeeld met de Nederlandse LOFAR-telescoop—dat zichtbare materie zich netjes nestelt in het patroon dat door donkere materie wordt gevormd.
Waarom deze ontdekking belangrijk is voor Nederland
Met onze rijke traditie in radioastronomie—denk aan ASTRON, de Westerbork Synthese Radio Telescoop en nieuwste experimentele arrays rondom Dwingeloo—speelt Nederland een rol in het wereldwijde speurwerk naar donkere materie. Misschien wordt de eerste echte ‘donkere’ melkweg ooit wel door een radiotelescoop op Nederlandse bodem bevestigd.
- Donkere materie en melkwegen zijn onzichtbaar, maar hun effect is overal om ons heen.
- Zonder donkere materie zouden we zelf niet bestaan; het houdt melkwegen bij elkaar.
- De ontdekking van een ‘donkere’ melkweg opent compleet nieuwe wegen in kosmologisch onderzoek.
Wilt u meer weten? De Nederlandse Onderzoeksschool voor Astronomie (NOVA) deelt regelmatig nieuwe inzichten via hun website en X/Twitter. En wie weet, wordt uw volgende wandeling in Schoorl of bij de Sterrenwacht in Leiden extra bijzonder—u weet nu dat er hele melkwegen bestaan die u nooit zult zien, maar die wel onmiskenbaar invloed hebben op ons heelal.