andromeda

Donkere materie doet dienst als kraamkamer. Maar lang niet elke kraamkamer is getuige van de geboorte van een sterrenstelsel. Onderzoekers denken nu te weten hoe dat komt. De warmte van de eerste sterren gooide in veel gevallen roet in het eten.

Donkere materie is een hypothetische soort materie: onderzoekers hebben het nog nooit waargenomen. Maar modellen suggereren dat maar liefst 85 procent van de massa van het universum uit donkere materie bestaat.

Vorming van sterrenstelsels
Hoewel donkere materie nog nooit is waargenomen, hebben onderzoekers wel ideeën over welke rol het in het heelal speelt. Zo zou donkere materie heel belangrijk zijn voor het ontstaan van sterrenstelsels. Onderzoekers denken dat wolken donkere materie (ook wel halo’s genoemd) intergalactisch gas ‘vingen’ en zo uitgroeiden tot kraamkamers: dé plek bij uitstek voor het ontstaan van sterrenstelsels.

Waarom zijn er niet meer sterrenstelsels?
Maar die mooie theorie roept ook vragen op. Zo gaan onderzoekers ervan uit dat in de omgeving van onze Melkweg miljoenen halo’s van donkere materie te vinden moeten zijn. Maar rondom de Melkweg zijn slechts enkele tientallen sterrenstelsels te vinden. “We weten dat er geen sterrenstelsel in elke halo kan zijn. De vraag is: waarom niet?” vertelt onderzoeker Carlos Frenk.

Computersimulaties
Een nieuw onderzoek schept duidelijkheid. Met behulp van computersimulaties tonen onderzoekers aan dat het gas dat uit had moeten groeien tot sterrenstelsels in veel gevallen te warm was. Het was opgewarmd door de eerste sterren in het universum en bleef te warm om sterren te kunnen vormen. Slechts enkele halo’s van donkere materie slaagden erin om die hindernis te overwinnen door vroeg en snel genoeg te groeien om hun gas vast te houden en sterrenstelsels te kunnen vormen.

“We hebben geleerd dat de meeste halo’s van donkere materie heel anders zijn dan de ‘uitverkoren’ weinigen die verlicht worden door het licht van sterren. Dankzij onze simulaties weten we dat – als onze theorieën omtrent donkere materie kloppen – het universum rond ons vol zit met halo’s van donkere materie die er niet in geslaagd zijn om uit te groeien tot een sterrenstelsel. Misschien dat astronomen op een dag achterhalen hoe we die halo’s kunnen vinden.”