ASTRONOMIE  De eerste sterren in het universum gebruikten misschien wel donkere materie als brandstof. Deze donkere sterren zijn bijna dertien miljard jaar geleden geboren, maar bestaan vandaag misschien nog steeds. Er is één probleem: omdat ze donker zijn, zijn ze niet te zien in visueel licht.

Gelukkig zijn er andere manieren om donkere sterren op te sporen. Het is mogelijk dat ze gammastraling, neutrino’s en antimaterie spugen. Normaal worden zulke energetische deeltjes niet aangetroffen in koude moleculaire waterstofwolken. Wel als ze de thuisbasis zijn van deze donkere sterren.

Als wetenschappers donkere sterren vinden – die 400 tot 200.000 keer breder zijn dan de zon, en 500 tot 1.000 keer massiever – dan bevordert dat de zoektocht naar donkere materie. Wetenschappers denken dat 95 procent van alle materie in het universum donkere materie is. Donkere materie zorgt er o.a. voor dat sterrenstelsels veel sneller om hun as draaien. Er is alleen één probleem: wat is donkere materie?

Misschien zijn WIMPs donkere materie. WIMPs zijn massieve deeltjes die niet of nauwelijks voor interactie zorgen. Een voorbeeld van een WIMP zijn neutralino’s. Deze deeltjes vernietigen elkaar, waardoor hitte ontstaat. Daarnaast produceren ze quarks en antiquarks. Wanneer deze deeltjes botsen, ontstaat er gammastraling, neutrino’s en antimaterie.

Uit computermodellen blijkt dat het jonge heelal 80 tot 100 miljoen jaar na de oerknal rijk was aan donkere sterren. Protostellaire wolken van waterstof en helium probeerden af te koelen en te krimpen, terwijl neutralino’s dit proces tegenwerkten en zorgden voor grote, warme nevels. Het resultaat is misschien wel donkere sterren: gevoed door donkere materie in plaats van nucleaire energie, zoals normale sterren.

“Het is een nieuw type ster met een andere energiebron”, zegt onderzoeker Katherin Freese van de universiteit van Michigan. Donkere sterren bestaan voor minder dan één procent uit donkere materie, maar toch gaan ze goed om met hun energie. “Ze zetten al hun massa om in energie met een efficiëntie van 100 procent”, vertelt wetenschappers Paolo Gondolo, deeltjesfysicist aan de universiteit van Utah. “Normale sterren zetten slechts één tot twee procent van hun massa om in energie.”

Donkere sterren kunnen ontdekt worden met de James Webb telescoop. Deze ruimtetelescoop is de vervanger van Hubble en wordt in 2014 gelanceerd. “Het is mogelijk dat dit soort sterren in clusters voorkomen”, meent Gondolo. “In dat geval worden ze zeker ontdekt door de James Webb telescoop.”

Het lijkt wetenschappers niet logisch dat tegenwoordig nog donkere sterren worden gevormd. Freese: “Het jonge heelal was veel compacter dan het huidige. Nu is het universum groter en minder dichtbevolkt. Het is daarom ook moeilijker om tegenwoordig zware donkere sterren te maken.”