Galactic dynamics in the era of Gaia

Beter zicht op donkere materie rond de Melkweg

Jorrit Hagen bestudeerde de massaverdeling van ons sterrenstelsel, de Melkweg, voornamelijk aan de hand van de posities en bewegingen van de sterren waargenomen door de Gaia ruimtetelescoop. Hij beging met de eerste Gaia dataset die is vrijgegeven (september 2016). Onder aanname van de standaard gravitatiewetten bevestigt Hagen het vermoeden van het bestaan van donkere materie, die niet zichtbaar is maar wel zwaartekracht effecten veroorzaakt. In het bijzonder maakt hij een schatting van de dichtheid van donkere materie ter hoogte van de locatie van onze zon.

Aan de hand van de tweede data release van Gaia (april 2018) karakteriseert Hagen de snelheidsdistributie van de sterren over een groot deel van de Melkweg. Hij vindt dat deze consistent kunnen zijn met een bol-symmetrische massaverdeling van onze Melkweg. De onzekerheden zijn echter nog steeds relatief groot.

Vervolgens bestudeerde Hagen de banen van de sterren in onze Melkweg. Hij toont aan dat structuren in grafieken waarin baaneigenschappen worden weergegeven niet per se het gevolg hoeven te zijn van interacties met satellietsterrenstelsels. Hij kan laten zien dat een typische massaverdeling van onze Melkweg tot deze structuren kunnen leiden.

De bolvormige dwergsterrenstelsels, satellietstelsels van de Melkweg, worden gezien als de meest door donkere materie gedomineerde sterrenstelsels. Veel studies hebben aangenomen dat deze systemen een bol-symmetrische massaverdeling hebben, terwijl de lichtverdeling duidelijk afgeplat is. Uit het werk van Hagen blijkt dat de massa nog steeds nauwkeurig is bepalen als een verkeerde vorm is aangenomen. De vorm zelf is echter niet te bepalen.

Het promotieonderzoek van Jorrit Hagen vond plaats bij de afdeling Sterrenkunde van het Kapteyn Instituut met financiering via NWO.  Hij werkt nu als Data scientist bij Nedap.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/529003e6-0c18-43dd-b8ae-c0bacb683610