Wiebelende stelsels brengen theorie rond donkere materie aan het wankelen

Zware sterrenstelsels in het centrum van clusters blijken niet stil te kunnen zitten. Hun gewiebel duidt er mogelijk op dat donkeremateriedeeltjes onderling interacties aangaan – en dat is volledig in strijd met de standaardtheorie.

Volgens de meeste fysici bestaat het heelal voor meer dan een kwart uit donkere materie. Met deze sinistere term doelen ze op een onbekende deeltjessoort die vrijwel niks doet, behalve zwaartekracht uitoefenen op zichtbare materiedeeltjes.

Cluster van sterrenstelsels, in beeld gebracht door ruimtetelescoop Hubble. De lijnen zijn veroorzaakt door zwaartekrachtslenzen: zware stelsels die licht van achtergelegen sterren doen afbuigen. Via dit verschijnsel brachten de astronomen de wiebelingen aan het licht. Beeld: ESA/NASA

Uit de beweging van sterren en sterrenstelsels kunnen astrofysici afleiden waar deze donkeremateriedeeltjes zich vermoedelijk schuilhouden. Op basis daarvan veronderstellen ze dat sterrenstelsels omringd worden door een immense ‘halo’ van donkere materie. Ook clusters van stelsels – honderden tot duizenden sterrenstelsels die via interstellair gas met elkaar verbonden zijn – hebben vermoedelijk zo’n donkeremateriehalo.

Een Zwitsers-Frans-Brits astronomenteam heeft nu aanwijzingen gevonden dat donkere materie ook in het centrum van clusters aanwezig is. Dit is bovendien geen ‘gewone’ donkere materie, maar een exotische vorm die zich niet aan de standaardtheorie houdt.

Twee verklaringen

De astronomen onderzochten tien clusters van sterrenstelsels via beelden van de keizerlijke ruimtetelescoop Hubble. Ze richtten zich op de centra van de clusters. Hier bevindt zich altijd een hyperzwaar sterrenstelsel dat bekendstaat als het brightest cluster galaxy (BCG).

Zo’n BCG zou in theorie altijd op dezelfde plek moeten blijven – precies in het zwaartepunt van de andere sterrenstelsels en de donkeremateriehalo. De astronomen ontdekten echter dat de BCG’s in de tien onderzochte clusters rondom het zwaartepunt wiebelen. Het centrum van de BCG’s bevindt zich gemiddeld op maar liefst 40.000 lichtjaar afstand van het clusterzwaartepunt.

Voorlopig hebben de astronomen twee mogelijke verklaringen voor het gewiebel. De eerste is dat er een onbekend astrofysisch verschijnsel aan ten grondslag ligt. De tweede is dat clustercentra donkeremateriedeeltjes bevatten die onderling interacties aangaan. Uit eerder ontwikkelde computermodellen is namelijk bekend dat een onderling reagerende vorm van donkere materie ervoor kan zorgen dat BGC’s gaan wiebelen. Als dit daadwerkelijk het geval is, zou dat het huidige standaardmodel van donkere materie volledig overhoop smijten. Die theorie stelt namelijk dat de duistere deeltjes elkaar met rust laten.

Dark Matter Day

LEESTIP In ‘Donkere materie en de dinosaurussen’ beschrijft Lisa Randall de opmerkelijke rol van duistere deeltjes in uitstervingsgolven. €24,95 Bestel nu in onze webshop.

‘Dit is een sterke aanwijzing voor exotische vormen van donkere materie in het hart van clusters van sterrenstelsels’, zegt David Harvey, astronoom aan de Technische Universiteit van Lausanne en hoofdauteur van de publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Zijn collega Frederic Courbin kijkt uit naar vervolgonderzoek waarin meer clusters in kaart worden gebracht. ‘Dan kunnen we bepalen of het gewiebel van de BCG’s het gevolg is van een onbekend astrofysisch mechanisme of nieuwe fundamentele fysica. Allebei spannend!’

Vandaag is sowieso een zwarte dag voor de fysica. Niet vanwege het opmerkelijke resultaat, maar omdat 31 oktober bekendstaat als Dark Matter Day. Op deze dag, die wereldwijd in het teken staat van spookachtige verschijnselen, brengen fysici donkere materie onder het voetlicht.

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder:

Over de auteur

Yannick Fritschy

Yannick Fritschy is wetenschapsjournalist en redacteur bij New Scientist. Hij schrijft over alle wetenschappen, met een voorliefde voor sterrenkunde en taal. Daarnaast zit sport in zijn DNA. In zijn vrije tijd doet Yannick veel aan voetbal en hardlopen.



4 Reacties

  • Michel

    | Beantwoorden

    Bestaat donkere materie wel ? Eric Verlinde laat zien dat zoals Einstein de wetten van Newton heeft aangepast , de wetten van Einstein ook aangepast kunnen worden en wel op een degelijke fysisch onderbouwde wijze ( i.t.t. MOND , die metingen in het heelal in een nieuw wiskundig jasje stoppen , weliswaar heel knap maar geheel ad hoc ). De theorie van Verlinde is nog niet af/compleet , maar voor bolsymmetrische sterrenstelsels geven zijn correcties op de Einstein wetten nu al uitkomsten die donkere materie geheel overbodig maken .

  • Gielen

    | Beantwoorden

    Het effect van donkere materie komt voort van het feit dat via het zwart gat een anti-sterrenstelsel een enorme kracht uitoefent op het sterrenstelsel aan onze kant van dat zwart gat, en omgekeerd. Zie mijn blog.

  • Gielen

    | Beantwoorden

    Blog: Happiness.LEM
    http://rik-gielen.blogspot.be/

    • Steven

      | Beantwoorden

      Daar hebben we weer een pseudowetenschapper waar deze site een onweerstaanbare aantrekkingskracht op uit lijkt te oefenen.

      Toch maar even op de site gekeken: Meneer Gielen is gepensioneerd, branche ‘administratie’. Wat hem niet weerhoudt zichzelf als fysicus en informaticus te betitelen.

      Citaatje: “Het punt waar de oerknal heeft plaats gehad, was en is naar mijn gevoel een zwart gat.”

      Beste Rik Gielen, in de fysica wordt je geacht nieuwe ideeën beter te onderbouwen dan door enkel naar je gevoel te refereren.

Plaats een reactie