donkere materie

Waarnemingen van ruimtetelescoop Hubble en röntgenobservatorium Chandra tonen aan dat donkere materie nauwelijks de interactie met zichzelf aangaat. Het mysterieuze goedje is dus nog donkerder dan gedacht.

Donkere materie is vrij mysterieus. Het reflecteert geen licht. Het geeft geen licht af. Het absorbeert geen licht. En dus is het onzichtbaar. Hoe weten we dan dat het bestaat? Door de zwaartekrachtseffecten die het uitoefent op het zichtbare universum. Hoewel het bestaan van donkere materie dus buiten kijf staat, weten we er verder vrij weinig van. Zo weten we nog altijd niet waaruit het bestaat. Maar nieuwe waarnemingen van Hubble en Chandra kunnen ons wat dat betreft nu meer inzicht geven.

Clusters
Hubble en Chandra bestudeerden 72 botsingen tussen clusters, bestaande uit sterrenstelsels. Sterrenstelsels bestaan op hun beurt weer uit drie belangrijke ingrediënten: sterren, gaswolken en donkere materie. Wanneer sterrenstelsels met elkaar botsen, doet dat iets met de gaswolken. Ze botsen op elkaar en vertragen of stoppen. De sterren vertragen elkaar niet, omdat er tussen de sterren grote hoeveelheden gas te vinden is. “We weten hoe gas en sterren reageren op deze botsingen en waar ze uit het puin herrijzen,” vertelt onderzoeker David Harvey. “Door te kijken hoe donkere materie zich gedraagt, kunnen we als het gaat om de aard van donkere materie een aantal mogelijkheden uitsluiten.”

WIST JE DAT…

Niet vertragen
Uit het onderzoek blijkt dat donkere materie tijdens zo’n botsing net als de sterren niet trager gaat bewegen. Maar dat is niet – zoals in het geval van de sterren – te verklaren door het feit dat de afstand tussen donkere materie groot is. Donkere materie is evenredig door de clusters verspreid en deeltjes donkere materie komen dus heel regelmatig heel dichtbij elkaar. Dat donkere materie tijdens een botsing niet vertraagt, komt niet alleen doordat het niet reageert op zichtbare deeltjes, maar ook doordat het amper reageert op soortgenoten: deeltjes donkere materie.

Op basis van het onderzoek kunnen we nu bepaalde ideeën over waar donkere materie uit bestaat, uitsluiten. Zo bestaat het in ieder geval niet uit deeltjes die wanneer ze de interactie met elkaar aangaan een sterke wrijving op elkaar uitoefenen. Want dan zou donkere materie tijdens botsingen van sterrenstelsels wel vertragen. “Er zijn nog steeds verschillende kandidaten als het gaat om donkere materie, we zijn er dus nog niet,” benadrukt Harvey. In de toekomst willen de onderzoekers ook botsingen tussen individuele sterrenstelsels onderzoeken in de hoop zo meer inzicht te krijgen in de ware aarde van donkere materie.