17 september 2021

Onderzoek dwergstelsels stelt onder-limiet aan massa donkere materie

De zeven onderzochte dwergstelsels. Credit: Koushiappas and Geringer-Sameth, Brown University

Twee natuurkundigen van de Brown Universiteit hebben aan de hand van waarnemingen die met de Fermi ruimtetelescoop aan zeven dwergsterrenstelsels zijn gedaan kunnen bepalen dat de deeltjes die donkere materie vormen minstens 40 Giga electronvolt (GeV) massa moeten hebben. Savvas Koushiappas en Alex Geringer-Sameth bestudeerden de gegevens van die stelsels en pasten er nieuwe statistische methoden op toe. Die dwergstelsels (in de afbeelding te zien – nou ja, ahum – in de cirkels) zitten vol met donkere materie, die weliswaar onzichtbaar is, maar aan de hand van de snelheid van de zichtbare sterren kan men ‘zien’ dat ze tsjokvol donkere materie zitten. Omdat de stelsels geen waterstofgas bevatten zijn ze uitstekende graadmeters om meer te weten te komen over de donkere materie, die zo’n 23% van het gehele heelal vormt – 4% is gewone materie en de overige 73% bestaat uit donkere energie. Wat Koushiappas en Geringer-Sameth deden was het volgende: deeltjes donkere materie – in de natuurkundige wandelgangen WIMP’s genoemd, weakly interactive massive particles – kunnen in de centra van die dwergstelsels anti-WIMP’s tegenkomen en dan annihileren, d.w.z. elkaar vernietigen en vervolgens zware quark-paren en gammalicht produceren. Met name dat gammalicht is iets wat men kan meten, want Fermi houdt dergelijke hoogenergetische straling in de gaten. Op basis van de Fermi-gegevens konden Koushiappas en Alex Geringer-Sameth bepalen hoeveel gammastraling er van de zeven dwergstelsels komt en aan de hand daarvan was het tweetal in staat om de minimum-massa van de WIMP’s te bepalen, de genoemde 40 GeV. Dat is opvallend, want andere onderzoeksteams die op zoek zijn naar donkere materie – DAMA/LIBRA, CoGeNT en CRESST – hebben gemeld dat ze WIMP’s met massa’s tussen 7 en 12 GeV hebben gevonden. Mmmmm, iets klopt er dus niet. Bron: Science Daily.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.