18 augustus 2017

Centrum Melkweg beste bewijs donkere materie

Waarnemingen van Fermi aan gammastraling uit het centrum van de Melkweg

De kern van ons Melkwegstelsel levert nog altijd het beste bewijs voor het bestaan van donkere materie. Tenminste, da’s wat het koppel Dan Hooper en Lisa Goodenough (Universiteit van Chigago resp. New York) denkt. Dat bewijs zou bestaan uit gammastraling die afkomstig is uit het centrum van de Melkweg en dat waargenomen is met de gammasatelliet Fermi van de NASA. Er wordt al jaren een verhoogde hoeveelheid gammastraling uit dat centrum waargenomen en er wordt ook al jaren geroepen dat dát wijst op donkere materie. Die mysterieuze donkere materie – 80% uitmakend van de totale massa van het heelal, tegen 20% gewone materie (even afgezien van de net zo mysterieuze donkere energie) – zou nabij het centrale zwarte gat van de Melkweg zo dicht op elkaar zitten dat de deeltjes ervan tegen elkaar botsen en annihileren, dat wil zeggen dat ze elkaar vernietigen en gammastraling achterlaten. Als alternatief voor het DM-annihilatiemodel worden ook pulsars en hoge energiefotonen die reageren met interstellaire gaswolken genoemd. Hooper en Goodenough denken nu aanwijzingen te hebben gevonden dat die alternatieven in de prullebak kunnen en dat het DM-annihilatiemodel wel degelijk geldig is. Bij hun berekeningen maakten ze onderscheid in de door Fermi waargenomen gammastraling naar het gebied waar het vandaan komt: dat kan de platte schijf van de Melkweg zijn, dat kunnen afzonderlijke puntbronnen zijn en dat kan de echte kern van de Melkweg zijn. Voor de eerste twee gebieden zou de door donkere materie geproduceerde gammastraling zich niet onderscheiden van alternatieve bronnen. Maar voor de Melkwegkern zou dat wel het geval moeten zijn, omdat de emissie van gammastraling door donkere materie toeneemt met het kwadraat van de dichtheid van die materie. Verdubbeld de dichtheid, dan verviervoudigd de hoeveelheid uitgezonden gammastraling. In een gebiedje van 0,25 graad rond de echte kern van de Melkweg, da’s Sgr A* in het sterrenbeeld Boogschutter, hebben Hooper en Goodenough die verhoogde emissie daadwerkelijk teruggevonden in de Fermigegevens. Zij denken dat de beste kandidaat voor donkere materie een zogenaamd weakly interacting massive particle (WIMP) is met een massa van 7,3 tot 9,2 GeV. Bron: Physics World.

Laat wat van je horen

*