Een onzichtbare wolk lijkt de doodsteek aan de al toegetakelde sterrenhoop uit te delen.

De Hyaden is een nabije sterrenhoop bestaande uit jonge sterren in het sterrenbeeld Stier. Het systeem is ongeveer 600 miljoen jaar oud en bevindt zich op zo’n 150 lichtjaar van de aarde. Onderzoekers hebben nu iets merkwaardigs in dit stercluster ontdekt. Want een onzichtbare kracht lijkt het systeem te vermorzelen.

Verval
Astronomen weten al een tijdje dat het nabije stercluster uit elkaar aan het vallen is. In principe is dat een normaal proces. In de loop van de tijd verliezen open sterrenhopen zoals de Hyaden constant sterren aan hun omgeving. Als sterren namelijk binnen een cluster bewegen, trekken ze voortdurend aan elkaar door hun onderlinge zwaartekracht. Dit verandert de snelheid waarmee de sterren zich voortbewegen, waardoor ze naar de randen van de sterrenhoop worden getrokken. Hierdoor ontstaan er ‘slierten’ van sterren die getijdenstaarten worden genoemd. Deze getijdenstaarten zijn uitgebreid bestudeerd in botsende sterrenstelsels. Maar tot voor kort had niemand ze ooit gezien in een nabijgelegen, open sterrenhoop.


Getijdenstaarten
De onderzoekers besloten de intrigerende getijdenstaarten van de Hyaden aan een grondige inspectie te onderwerpen, om zo ook de hoeveelheid sterren aan het licht te brengen die zich in deze staarten ophouden. Dat is echter nog niet zo gemakkelijk. Hiervoor moet je namelijk precies weten welke sterren aan de nachtelijke hemel op dezelfde manier als de sterrenhoop bewegen. Onderzoekers hebben dat al in eerdere studies gepoogd te ontrafelen. Zij keken echter alleen naar de banen van sterren die nu nog nauw overeenkomen met de beweging van de sterrenhoop. En dat sluit voormalige leden die in zijn 600-700 miljoen jaar oude geschiedenis al uit het cluster zijn geduwd – en zich nu dus in verschillende banen bevinden – buiten.

Computermodel
De onderzoekers bouwden een nieuw computermodel om ook alle sterren die in de afgelopen honderden miljoenen jaren aan het stercluster zijn ontsnapt, in kaart te brengen. Hiervoor maakten ze gebruik van ruimtetelescoop Gaia, die heel nauwkeurig de afstand en de beweging van meer dan een miljard sterren in onze Melkweg meet. Dankzij de simulaties onthulden de onderzoekers de ware omvang van de getijdenstaarten van de Hyaden.

De ware omvang van de getijdenstaarten in de nabije sterrenhoop Hyaden, afgebeeld tegen de achtergrond van de sterrenbeelden. Afbeelding: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO; acknowledgement: S. Jordan/T. Sagrista

Wat echter opvalt, is dat één van de getijdenstaarten sterren lijkt te missen. Dit betekent dat de sterrenhoop niet alleen langzaam uit elkaar aan het vallen is; er lijkt iets mysterieuzers aan de hand te zijn. De onderzoekers besloten de simulaties opnieuw uit te voeren. En daaruit blijkt dat de waargenomen getijdenstaart alleen kan zijn ontstaan door een botsing met een wolk van ongeveer 10 miljoen zonmassa’s. “Er moet een nauwe interactie zijn voorgevallen met deze werkelijk enorme klomp die de Hyaden vermorzelt,” zegt onderzoeker Tereza Jerabkova.


Donkere materie
Wat die klomp zou kunnen zijn? De astronomen troffen geen grote gaswolken of sterrenhopen in de buurt van de Hyaden aan. En dus blijft er een spannende mogelijkheid over: een bosje donkere materie. Men veronderstelt dat deze onzichtbare deeltjeswolken overblijfselen van de vorming van de Melkweg zijn, die zich ondertussen wijd hebben verspreid. Ze vormen een onzichtbare homp, maar wel één die een merkbare zwaartekrachtsinvloed uitoefent op alles wat te dichtbij komt.

Of dat werkelijk het geval is, zal uit toekomstig onderzoek moeten blijken. In ieder geval laat deze studie wel zien hoe de veelbelovende Gaia-telescoop astronomen kan helpen om onzichtbare wolken van donkere materie aan het licht te brengen. “Met Gaia is de manier waarop we de Melkweg zien volledig veranderd,” zegt Jerabkova. “En met de huidige ontdekking bij de hand, zullen we in staat zijn om de vele onderstructuren in de Melkweg veel beter dan ooit in kaart te brengen.” De onderzoekers hopen hun werk nu uit te breiden door ook te zoeken naar getijdenstaarten van andere, verder weg gelegen sterrenhopen.

Over Gaia
Ruimtetelescoop Gaia (de afkorting van Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) is uitgerust met twee afzonderlijke telescopen. De spiegels van de telescopen werpen het opgevangen licht op een enorme cameradetector van één miljard pixels die verbonden is met een drietal instrumenten. Op die manier scant Gaia de gehele Melkweg, waardoor uiteindelijk de meest nauwkeurige, driedimensionale dynamische kaart ooit gemaakt kan worden. Naast de positie en bewegingen worden tevens de fysische eigenschappen van de sterren door Gaia geanalyseerd. De instrumenten verzamelen bijvoorbeeld informatie over de temperatuur en samenstelling. Dit is nodig om de leeftijd van de sterren te kunnen bepalen.