Een onzichtbaar sterrenstelsel? Twee telescopen zien hetzelfde mysterieuze gaswolk
Soms vinden sterrenkundigen iets dat er eigenlijk niet zou moeten zijn: een enorme wolk gas, zo groot als een sterrenstelsel, maar zonder een enkele ster erin. Zo'n object hebben onderzoekers nu gevonden, en wat het extra bijzonder maakt: twee verschillende radiotelescopen hebben het onafhankelijk van elkaar waargenomen. Dat object heet AGC 322753.
Sterrenstelsels bestaan normaal uit twee dingen: gas en sterren. Het gas (vaak waterstofgas) is de bouwstof waaruit sterren ontstaan. Maar soms vinden astronomen grote hoeveelheden gas zonder dat er sterren zijn gevormd. Zulke objecten noemen we "donkere sterrenstelsels". Niet te verwarren met donkere materie: het gaat hier gewoon om gas dat blijkbaar nooit sterren heeft gemaakt.
Het probleem met zulke ontdekkingen is dat het vaak lastig is om zeker te weten of je echt iets bijzonders ziet, of dat je instrument een foutje maakt. Radiotelescopen zijn namelijk gevoelig voor storing van bijvoorbeeld mobiele telefoons of satellieten. Zo'n storing heet radiofrequentie-interferentie, oftewel RFI.
Daarom is deze ontdekking extra overtuigend. Het team gebruikte gegevens van twee grote hemelonderzoeken: ALFALFA (gedaan met de Arecibo-telescoop) en FASHI (gedaan met de Chinese FAST-telescoop, een van de grootste schotels ter wereld). Beide telescopen zagen het signaal op dezelfde snelheid waarmee het object van ons wegbeweegt, met een vergelijkbare hoeveelheid waterstofgas: ongeveer 2 miljard keer de massa van onze zon. Omdat twee onafhankelijke instrumenten hetzelfde zagen, kan storing worden uitgesloten.
Het signaal van het gas vertoont twee pieken in het spectrum, wat erop wijst dat het gas ordelijk ronddraait, zoals in een platte schijf. Dat doet denken aan hoe gas in een normaal sterrenstelsel beweegt. De snelheid waarmee het gas draait, bedraagt ongeveer 85 kilometer per seconde.
Maar als je met gewone telescopen naar die plek in de ruimte kijkt, zie je niets. Onderzoekers doorzochten beelden van het DESI Legacy Imaging Surveys-project tot een zeer zwak lichtniveau, maar vonden geen spoor van sterren. Op basis daarvan berekenden ze dat er hooguit 50 miljoen zonsmassa's aan sterren aanwezig kan zijn, veel minder dan de 2 miljard zonsmassa's aan gas. De verhouding tussen gas en sterren is dus extreem scheef: minstens veertig keer meer gas dan sterren.
Wat betekent dit (nog) niet
Dit is een kandidaat-donker sterrenstelsel, geen bevestigd geval. De hoeveelheid gas is groter dan je zou verwachten bij een halo die helemaal geen sterren heeft. Dat kan betekenen dat AGC 322753 toch sterren bevat, maar dan zo zwak dat onze huidige telescopen ze niet kunnen zien. Toekomstige, nog gevoeligere waarnemingen moeten uitwijzen of hier echt een vrijwel sterloos gaswolk zweeft, of dat er stiekem toch een zwak lichtje brandt.
Waarom is dit belangrijk? Donkere sterrenstelsels, als ze echt bestaan, kunnen ons iets leren over hoe sterrenstelsels ontstaan en waarom sommige gaswolken nooit sterren vormen. Dat is een stukje van de puzzel over hoe het heelal zijn huidige vorm heeft gekregen.
Bron: AGC 322753: a Dark Galaxy Candidate detected by ALFALFA and FASHI