Wij kunnen donkere materie niet zien, maar het bevindt zich wel in het heelal. Om een goed beeld te krijgen van dit bijzondere goedje heeft een internationaal team van astronomen een kaart gemaakt, waarop de verdeling van donkere materie te zien is.

Wat is donkere materie?

Donkere materie is onzichtbare materie. Hoewel donkere materie niet te zien is met onze optische middelen, heeft het wel een bepaalde massa. Zo oefent donkere materie invloed uit op de draaibewegingen van sterrenstelsels. En wij? Wij merken er niets van. Gek hé?

De kaart bestaat uit opnamen van de MegaCam. Dit is een 340-megapixelcamera die gekoppeld is aan de Canda-France-Hawaii Telescoop. De sterrenstelsels op de kaart bevinden zich op een afstand van circa zes miljard lichtjaar. Dit betekent dat het licht dat wij zien van deze sterrenstelsels ouder is dan onze zon en de aarde. Ons zonnestelsel is ruwweg 4,5 miljard jaar geleden ontstaan.

Op de kaart is te zien dat de verdeling van donkere materie niet gelijk is. De lichte vlekken (geel/wit) zijn regio’s met veel donkere materie. Dit lijken vrij kleine vlekjes, maar schijn bedriegt. Stel, u zou vanaf de aarde naar één zo’n groot donkere materie-gebied kijken, dan lijkt dit gebied groter dan enkele manen naast elkaar.

De gebieden met de meeste donkere materie zijn niet ‘leeg’. Vaak verzamelt donkere materie zich rondom of nabij gigantische clusters van sterrenstelsels. U zou dus kunnen zeggen dat donkere materie en zichtbare materie elkaar aantrekken. Op de foto rechts is dit goed te zien.

Toekomstplannen
“De komende drie jaar willen we een meer dan tien keer zo groot gebied in kaart brengen”, legt de Nederlandse onderzoek Koen Kuijken uit. “Dat zal ons nog dichter bij ons doel brengen om de geheimzinnige donkere kant van het heelal te begrijpen.” Kuijken legt aan Scientias.nl uit hoe deze grotere kaart wordt verwezenlijkt. “We hebben hiervoor een nieuw instrument gebouwd, namelijk de OmegaCAM-camera. Deze camera wordt gekoppeld aan de VLT Survey Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht. Deze camera is speciaal ontworpen om de best mogelijke beeldkwaliteit te combineren met een breed veld, zodat een kaart redelijk efficiënt gemaakt kan worden. De beeldkwaliteit is cruciaal om het subtiele effect van de zwaartekrachtlenswerking, die de donkere materie verraadt, goed te kunnen meten.”

“Daarnaast maken we deze kaart in negen kleuren, ook een unicum voor zo’n grote kaart. De vele kleuren stellen ons in staat om de afstanden tot alle bronnen in de kaart te kunnen schatten en daarmee een derde dimensie toe te voegen aan de kaart. Omdat ver kijken ook terug in de tijd kijken is, kunnen we zo de geschiedenis van de verdeling van de materie bepalen, en volgen hoe structuren ontstaan.”

Wist u dat…

Wat merken wij van donkere materie?
Gelukkig merken wij mensen weinig van donkere materie, zo vertelt Kuijken aan Scientias.nl. “We voelen er niets van. Ook de bewegingen in het zonnestelsel worden er niet noemenswaardig door beïnvloed. Maar: zonder donkere materie zouden melkwegstelsels niet vormen. Dan is er namelijk onvoldoende zwaartekracht om materie samen te klonteren. De donkere materie is als het ware de ruggegraat van de structuur in het heelal: zonder de samenklontering zou het overal enorm ijl zijn, slechts enkele atomen per kubieke meter! In zo’n heelal kunnen er geen moleculen vormen, en ook geen sterren. Het is dus moeilijk te zien hoe er daarin leven zou kunnen ontstaan. Donkere materie is een cruciale ingredient van het – ons – heelal!”

Passie voor donkere materie
Voorlopig gaat Kuijken door met het onderzoeken van donkere materie en donkere energie. De Leidse onderzoeker legt uit dat het traceren van materie door enkel zwaartekracht te meten hem altijd heeft geïntrigeerd. “Daarbij komt dat de donkere materie van groot belang blijkt voor de structuur van sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg, waar mijn eerste onderzoek over ging. Het bleek zo’n rijk onderzoeksveld te zijn dat ik er in ben voortgegaan. Donkere energie is nog een veel groter mysterie, en ook dat kunnen we met dezelfde technieken bestuderen. Dat donkere materie en donkere energie op te sporen zijn door prachtige beelden van het heelal te maken, dat is enorm stimulerend.”