Nieuw licht op raadselachtige donkere materie
Een internationaal team van astronomen heeft een onverwacht verband
gevonden tussen de donkere materie en de zichtbare sterren in
sterrenstelsels. Deze ontdekking kan verstrekkende gevolgen hebben en
zelfs leiden tot herziening van ons begrip van de zwaartekracht. 1
oktober publiceren ze hun ontdekking in `Nature'.
Een internationaal team van astronomen heeft een onverwacht
verband gevonden tussen de donkere materie en de zichtbare
sterren in sterrenstelsels. Deze ontdekking kan verstrekkende
gevolgen hebben en zelfs leiden tot herziening van ons begrip
van de zwaartekracht. 1 oktober publiceren ze hun ontdekking in
`Nature'.
Afbeelding: Een spiraalstelsel. De donkere materie in en rond
dit stelsel `weet' hoe de sterren verdeeld zijn. © Conejero,
Misti & Mazlin.
Zwaartekracht
De materie in sterrenstelsels wordt bijeengehouden door
zwaartekracht. De sterren in sterrenstelsels bewegen echter zo
snel dat een extra kracht nodig is om ze bijeen te houden - de
zwaartekracht van een hypothetische halo van onzichtbare
donkere materie. Deze donkere materie oefent zoveel kracht uit
dat ze zelfs de totale massa van sterrenstelsels moet
domineren.
Wisselwerking
Men gaat ervan uit dat de donkere materie alleen door
zwaartekracht invloed uitoefent op de gewone materie waaruit
ook wij bestaan. Maar de nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de
wisselwerking tussen donkere en gewone materie veel complexer
is. De donkere materie lijkt te `weten' hoe de zichtbare
materie verdeeld is. Donkere en zichtbare materie lijken
zodanig samen te werken dat de gemiddelde zwaartekracht van de
zichtbare materie binnen een karakteristieke straal van de
donkere halo altijd hetzelfde is.
Onzichtbare hand
Dr. Hongsheng Zhao, gastmedewerker van de Universiteit Leiden,
vertelt: `Het patroon dat we hebben ontdekt is heel vreemd,
alsof je in een dierentuin ontdekt dat dieren van allerlei
verschillende soorten allemaal een even zware schedel hebben.
Het is mogelijk dat een onbekende nieuwe kracht als een
onzichtbare hand van invloed is op de donkere materie, en op
alle sterrenstelsels dezelfde vingerafdruk achterlaat. Zo'n
kracht zou zelfs het raadsel van de donkere energie, waardoor
de expansie van het heelal wordt gedomineerd, kunnen oplossen.'
Radicalere oplossing
Dr. Benoit Famaey, van de universiteiten van Bonn en
Straatsburg vult aan: `Een radicalere oplossing bestaat uit een
bijstelling van de wetten van de zwaartekracht, zodat het
bestaan van donkere materie slechts schijn zou zijn, ten
gevolge van een afwijking van de wetten van de zwaartekracht
van Newton en Einstein. Maar zulke theorieën hebben weer hun
eigen problemen op kosmische schaal.' Dr. Gianfranco Gentile,
van de universiteiten van Gent en Brussel en leider van de
samenwerking, concludeert: `Het oplossen van dit raadsel vormt
wellicht een van de sleutels tot het begrijpen van de vorming,
de evolutie en de structuur van sterrenstelsels in de
geschiedenis van onze kosmos.'
Het onderzoek van Zhao in Leiden wordt ondersteund door
subsidies van NWO en FOM.
(30 september 2009/SH)
Universiteit Leiden