Image default

Ruimtetelescoop spoort ‘kleine’ concentraties van donkere materie op

Met behulp van een nieuwe waarnemingstechniek hebben astronomen ontdekt dat donkere materie veel kleinere ‘klonten’ kan vormen dan tot nu toe bekend was.
Dit resultaat bevestigt een van de fundamentele voorspellingen van de theorie van de koude donkere materie.
Volgens deze theorie zijn alle sterrenstelsels ontstaan en ingebed in wolken van donkere materie.
Deze materie bestaat uit traag bewegende oftewel ‘koude’ deeltjes die bijeenkomen om structuren van uiteenlopende massa’s te vormen: van de massa van een passagiersvliegtuig tot duizenden keren ons Melkwegstelsel.
Donkere materie is een onzichtbare vorm van materie die naar aangenomen wordt het leeuwendeel van alle massa in het heelal voor haar rekening neemt.
Hoewel deze materie niet rechtstreeks waarneembaar is, kan zij haar bestaan verraden via de zwaartekracht die zij op sterren en sterrenstelsels uitoefent.
Rond grote en middelgrote sterrenstelsels waren al concentraties van donkere materie opgespoord, maar kleinere opeenhopingen tot nu toe nog niet.
Voor sommige astronomen was dat zelfs reden om met alternatieve theorieën te komen, zoals die van de warme donkere materie.
Deze laatste gaat ervan uit dat de deeltjes waaruit donkere materie bestaat te snel bewegen om kleine concentraties te vormen.
De nieuwe waarnemingen zijn hier niet mee in overeenstemming.
Ze laten zien dat ook kleinschaligere concentraties van donkere materie koud zijn. (‘Koud’ verwijst hier weer naar de lage snelheden waarmee de deeltjes bewegen.)
Bij de waarnemingen is de Hubble-ruimtetelescoop op een achttal quasars gericht, de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels.
Deze objecten ontlenen hun energie aan superzware zwarte gaten die materie uit hun omgeving opslokken.
De astronomen hebben gekeken hoe het licht dat daarbij vrijkomt wordt afgebogen door de zwaartekracht van een massarijk sterrenstelsel op de voorgrond, dat als kosmische ‘lens’ fungeert.
Op die manier hebben de astronomen samenballingen van donkere materie ontdekt, zowel in de tussenliggende ‘lensstelsels’ als in de ruimte tussen de quasars en de aarde.
Deze concentraties van donkere materie hebben 10.000 tot 100.000 keer zo weinig massa als de halo van donkere materie die onze Melkweg omgeeft.
De acht quasars en sterrenstelsels staan zodanig precies op één lijn, dat het gravitationele lenseffect vier vervormde afbeeldingen van elke quasar produceert. Zulke viervoudige afbeeldingen zijn schaars, maar ze zijn wel cruciaal voor dit soort onderzoek.
De aanwezigheid van de ‘klonten’ donkere materie verandert de schijnbare helderheid en positie van elk vervormd quasarbeeld.
De astronomen hebben hun metingen vergeleken met voorspelingen van hoe de quasarbeelden er uit zouden zien zonder de invloed van de donkere materie.
Vervolgens hebben ze aan de hand van de gemeten afwijkingen berekend hoeveel massa de klonten hebben.
De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 235ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu plaatsvond. (EE) (Image credit: NASA, ESA, and D. Player (STScI)

Ook interessant

Verre ijsdwerg Arrokoth is omvangrijker dan gedacht, en bedekt met methanolijs

stipmedia

‘Burgerwetenschappers’ ontdekken bijzondere dubbelster

stipmedia

‘Geboorte’ van Mars duurde mogelijk langer dan gedacht

stipmedia

Baby-reuzenplaneet ontdekt ‘op steenworp afstand’ van de aarde

stipmedia

Recent ontdekte kosmische ‘radioflitser’ vertoont een vaste cyclus

stipmedia

Planetoïde Pallas is flink gedeukt

stipmedia