16 april 2024

Donkere materie in kaart gebracht bij cluster van sterrenstelsels

A cluster of galaxies located about 2.3 billion light years from Earth.

Credit: X-ray: NASA/CXC/Caltech/A.Newman et al/Tel Aviv/A.Morandi & M.Limousin; Optical: NASA/STScI, ESO/VLT, SDSS

Twee teams van astronomen hebben gebruik gemaakt van gegevens van de röntgen-ruimtetelescoop Chandra om de donkere materie in kaart te brengen in de cluster van sterrenstelsels Abell 383, dat zich bevind op een afstand van 2,3 miljard lichtjaar.Donkere materie is een onzichtbaar materiaal dat geen licht uitstoot of absorbeert, maar wel zwaartekracht heeft, en daardoor gedetecteerd kan worden. Astronomen vermoeden dat er zes keer meer donkere materie dan normale materie is. Het begrijpen van de aard van donkere materie is één van de grootste uitdagingen in de moderne astrofysica. Clusters van sterrenstelsels behoren tot de grootste structuren in het universum en spelen een belangrijke rol in de studies naar donkere materie en de structuur en evolutie van het universum. Het gebruik van clusters als “sondes” voor het bestuderen van donkere materie en kosmologie is afhankelijk van ons vermogen om de driedimensionale structuur van dit soort clusters in kaart te brengen.

Recente studies naar Abell 383 hebben geleidt tot de meest gedetaileerde 3D-beelden die ooit gemaakt zijn van de donkere materie in een cluster. Uit de gegevens blijkt dat de donkere materie is uitgerekt als een enorme rugbybal, en dat de ‘punt’ van de bal bijna precies op ons gericht staat. Op bovenstaande opname zijn de röntgengegevens paars weergegeven – deze worden vooral geproduceerd door heet intergalactisch gas, dat verreweg de meest dominante soort normale materie is. Optische gegevens – oftewel, sterrenstelsels – zijn weergegeven als blauw en wit. Beide teams hebben rontgengegevens gecombineerd met gegevens van zwaartekrachtlenzen, die zijn afgeleidt uit de optische gegevens. Zwaartekrachtlenzen zorgen ervoor dat de materie in een cluster (zowel de normale als de donkere materie) het licht van achtergrondbronnen doet verstoren. Deze verstoring is op sommige plaatsen aanzienlijk (hetgeen leidt tot boog-achtige verstoringen van achtergrondsterrenstelsels), en op andere plaatsen subtiel. De teams van wetenschappers hebben veel moeite gedaan om het centrum van de cluster te bestuderen, aangezien donkere materie hier zijn hoogste dichtheid bereikt. Hierdoor is het centrum de plaats waar de kans het grootst is om aanwijzingen te vinden voor de aard van donkere materie.

Het eerste team heeft geconcludeerd dat de verdeling van donkere materie in het centrum van Abell 383 overeenkomt met de theoretische modellen. Het tweede team, dat gebruik heeft gemaakt van metingen van de snelheid van sterren in het cluster, is tot een geheel andere conclusie gekomen: de verdeling van donkere materie komt helemaal niet overeen met de standaard modellen!Welk team heeft nu gelijk? Het verschil is vermoedelijk het gevolg van de verschillende wiskundige modellen die gebruikt zijn. Bovendien heeft het tweede team gebruik gemaakt van snelheidsgegevens, waardoor de verspreiding van donkere materie slechts over een afstand van 6500 lichtjaar vanaf het centrum van de cluster gedetaileerd in kaart is gebracht, terwijl het eerste team veel verder reikte (80.000 lichtjaar). Bron: Physorg

Share

Speak Your Mind

*