Hubble ziet iets, wat volgens ons begrip van donkere materie niet zou moeten kunnen. Hoe zit dat?

Onderzoekers vermoeden dat er veel meer materie in het universum te vinden is, dan wij kunnen zien. Zo’n 25 procent van de materie in het universum zou bestaan uit ‘donkere materie’. Deze donkere materie is onzichtbaar en kan dus niet direct geobserveerd worden. Het bestaan ervan kan alleen worden afgeleid uit de vermeende impact die donkere materie op de omgeving heeft. Onduidelijk is dan ook nog altijd hoe donkere materie precies in elkaar steekt. En het mysterie dat donkere materie heet, is zojuist nog een stukje ingewikkelder geworden. En wel dankzij observaties van ruimtetelescoop Hubble die suggereren dat het mysterieuze goedje nog een stuk exotischer is dan tot op heden werd aangenomen.

Clusters
Wetenschappers bestudeerden met behulp van de krachtige ruimtetelescoop tien clusters. En ontdekten dat de zware sterrenstelsels in het hart van deze clusters (Brightest Cluster Galaxy, of kortweg BCG genoemd) ‘wiebelen’. En dat is in strijd met het standaardmodel van donkere materie (het koude donkere materie-model). Om te begrijpen hoe dat precies zit, moeten we eerst even inzoomen op die clusters. Deze bestaan uit duizenden sterrenstelsels. Zo af en toe ontmoeten clusters elkaar en fuseren. Dat is een tamelijk heftig, maar eindig proces: op een gegeven moment keert de rust na zo’n fusie weer terug. Het standaardmodel van donkere materie voorspelt dat zodra de rust in een cluster is weergekeerd het BCG als het ware vastgepind zit in de kern van het cluster en dus niet langer beweegt. Het BCG zou op zijn plek worden gehouden door de invloed die donkere materie met zijn zwaartekracht uitoefent.

Wist je dat er een Nederlandse onderzoeker is die vermoedt dat donkere materie helemaal niet bestaat? Lees er hier alles over!

Wiebelen
Maar wat hebben onderzoekers nu ontdekt? Tien clusters waarin de BCG’s zelfs lang nadat de clusters weer tot rust zijn gekomen, bewegen ten opzichte van het massamiddelpunt van de clusters. In andere woorden: de BCG’s wiebelen. Het wijst erop dat in het hart van de clusters niet – zoals het huidige standaardmodel omtrent donkere materie voorspelt – sprake is van een grote dichtheid. “Dit wijst op exotische vormen van donkere materie in het hart van clusters,” stelt onderzoeker David Harvey.

Interactie?
Als dit wiebelen echt het resultaat is van het gedrag van donkere materie, dan is dat in strijd met het standaardmodel van donkere materie. Want het wiebelen kan dan alleen verklaard worden door aan te nemen dat donkere materie-deeltjes de interactie met elkaar aangaan (iets wat het huidige model uitsluit).

Onderzoekers willen echter geen overhaaste conclusies trekken. Ze willen eerst een grotere dataset hebben en dus meer clusters bestuderen. “Dan zal duidelijk worden of het wiebelen van de BGC’s het resultaat is van een nieuw astrofysisch fenomeen of nieuwe fundamentele natuurkunde,” stelt onderzoeker Frederic Courbin.