Gammastraling kan erop wijzen dat zich in het hart van het Andromedastelsel donkere materie ophoudt.

Het is een spannende ontdekking, vindt onderzoeker Pierrick Martin. “We verwachten dat donkere materie zich in de binnenste regionen van de Melkweg en andere sterrenstelsels verzamelt, daarom is het vinden van zo’n compact signaal heel opwindend.” Het compacte signaal waar Martin over spreekt, werd gedetecteerd met behulp van ruimtetelescoop Fermi. De telescoop speurt naar gammastraling en vond in het hart van het Andromedastelsel een bijzonder signaal.

Gammastraling
Gammastraling ontstaat doordat kosmische straling de interactie aangaat met gaswolken en het licht van sterren. De laatste gegevens van Fermi laten zien dat de gammastraling overvloedig aanwezig is in het hart van het Andromedastelsel. Die ongebruikelijke distributie van de gammastraling zag Fermi eerder ook in het hart van ons eigen sterrenstelsel: de Melkweg. En het kan erop wijzen dat in het hart van deze sterrenstelsels donkere materie huist.

Hier zie je de overvloed aan gammastraling (in geel en oranje/rood) in het hart van het Andromedastelsel. Afbeelding: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration & Bill Schoening / Vanessa Harvey / REU program / NOAO / AURA / NSF.

Pulsars?
Helemaal zeker weten de onderzoekers dat dus niet. De gammastraling kan namelijk ook afkomstig zijn van een groot aantal pulsars in het hart van M31. Deze draaiende neutronensterren zijn ongeveer twee keer zo zwaar als de zon en hebben een ongelofelijk grote dichtheid. Omdat het Andromedastelsel zo’n 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, is het lastig om individuele pulsars in het hart van het stelsel te vinden. Toch zijn onderzoekers voornemens om uit te zoeken of pulsars de bron van de gammastraling kunnen zijn. En wel door onze kennis over pulsars in de Melkweg los te laten op nog te maken röntgen- en radio-observaties van het Andromedastelsel.

Mysteries
Of donkere materie nu verantwoordelijk is voor de distributie van donkere materie in het Andromedastelsel of niet: onderzoekers zijn in hun nopjes met de ontdekking. Met name omdat het signaal in het hart van het Andromedastelsel vergelijkbaar is met dat in het hart van onze eigen Melkweg. Het betekent namelijk dat onderzoekers deze informatie kunnen gebruiken om mysteries in het Andromedastelsel én de Melkweg op te lossen. Zo blijkt bijvoorbeeld dat de grote schijf van het Andromedastelsel – de plek waar de meeste sterren ontstaan – relatief weinig gammastraling afgeeft. Het suggereert dat zich daar weinig kosmische straling ophoudt. Maar kosmische straling wordt doorgaans in verband gebracht met stervorming. Hoe zit dat dan? Het wijst erop dat het Andromedastelsel op een andere manier kosmische straling produceert of dat de kosmische straling sneller aan dit stelsel weet te ontsnappen. “We begrijpen niet helemaal welke rol kosmische straling in sterrenstelsel speelt of hoe de straling door deze sterrenstelsels reist,” vertelt onderzoeker Xian Hou. “M31 (het Andromedastelsel, red.) laat zien hoe kosmische straling zich gedraagt onder omstandigheden die anders zijn dan de omstandigheden in ons eigen sterrenstelsel.”

Dat er overeenkomsten zijn in de distributie van gammastraling in de Melkweg en het Andromedastelsel suggereert bovendien dat we door het Andromedastelsel te bestuderen, meer te weten kunnen komen over onze eigen Melkweg. En dat is goed nieuws. Want niet alle delen van de Melkweg zijn vanuit het sterrenstelsel zelf goed te bekijken. “Ons sterrenstelsel lijkt zo sterk op het Andromedastelsel dat we er echt baat bij hebben om het (Andromedastelsel, red.) te bestuderen, omdat we zo meer kunnen leren over ons sterrenstelsel en de totstandkoming ervan,” vertelt onderzoeker Regina Caputo.