19 oktober 2019

Onderzoek aan galactische clusters toont dat donkere materie ‘donkerder’ is dan we dachten

De clusters die door Chandra zijn onderzocht. Credits: X-ray: NASA/CXC/Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland/D.Harvey & NASA/CXC/Durham Univ/R.Massey; Optical & Lensing Map: NASA, ESA, D. Harvey (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland) and R. Massey (Durham University, UK).

Op basis van waarnemingen aan 72 clusters van sterrenstelsels met de Amerikaanse Chandra röntgensatelliet en de Hubble ruimtesatelliet hebben sterrenkundigen nieuwe limieten kunnen stellen aan de mate waarin donkere materie reageert met zichzelf. De clusters, waarvan je er hierboven zes ziet, bestaan voornamelijk uit drie ingrediënten: sterren, gas en donkere materie. Als de clusters van sterrenstelsels met elkaar in botsing komen – wat bij alle 72 onderzochte clusters het geval is – wordt het gas afgeremd, verhit het tot enorme temperaturen en gaat het röntgenstraling uitzenden (het paarse licht in de afbeelding), de sterren daarentegen blijven gewoon door bewegen, die hebben minder last van de afremming (de blauwe gebieden). De donkere materie in de clusters is niet zichtbaar, maar op basis van gravitatielenzen in en rondom de clusters kan men een indruk krijgen van de verdeling ervan. Ook donkere materie blijkt geen last te hebben van de botsingen tussen de clusters en gaat het ongehinderd verder. Door de waarneming krijgt men inzicht in de mate waarin de donkere materie reageert en wat het precies is: het reageert niet op gewone, zichtbare materie en het reageert minder op zichzelf dan men eerst dacht. De studie aan de 72 botsende clusters bevestigd wat men eerder ook al had waargenomen in de bekende Bulletcluster, waar ook een gigantische botsing van vele sterrenstelsels aan de gang is. Morgen verschijnt in Science een artikel over de waarnemingen aan de clusters. Hieronder een video, waarin je zes van de onderzochte clusters ziet, MACS J0416.1-2403, MACS J0152.5-2852, MACS J0717.5+3745, Abell 370, Abell 2744 respectievelijk ZwCl 1358+62.

Loading player…

Bron: Chandra + NASA.

[Update 28 maart 15.00 uur] Ik ga nog even door over bovenstaande waarneming: uit de waarnemingen volgt een bevestiging van het bestaan van donkere materie met een statistische betrouwbaarheid van maar liefst 7,6sigma, dat wil zeggen dat de kans dat de gegevens niet op het bestaan van donkere materie wijzen 3 x 10^-14 is! OK, directe waarneming van donkere materie is nog steeds niet gebeurd, maar deze indirecte bevestiging van het bestaan van donkere materie staat als een huis. Uit de waarnemingen heeft men ook de zogeheten cross-section van donkere materie kunnen bepalen, de grootte van het gebied waarbinnen het met zichzelf kan reageren. De cross section per eenheid massa is σDM/m ongeveer 0,47 cm²/g. Dit lijkt met name voor de theorie van de donkere fotonen, één van de theorieën over wat donkere materie precies is, lastig te zijn om uit te leggen. Bron: Koberlein + The Reference Frame.

Comments

  1. Rinus Baggermans zegt

    Donkere energie heft werking van zwaartekracht van donkere materie op zodat het heelal uitdijt.
    Donkere materie heeft wel invloed op zichtbare materie zodat er voldoende brandstof in de buurt blijft om zwarte gaten gaande te houden. Deze zwarte gaten produceren voldoende donkere materie en donkere energie om uitdijing
    gaande te houden.
    Dan blijft de theorie van de deeltjes nog altijd overeind. Er zijn dan deeltjes, mysterieuze zwaartekrachtdeeltjes, die wel inwerken op zichtbare materie maar uiteengedreven worden door donkere energie.
    Dat is natuurlijk ook mogelijk!

  2. Ja, er is uiteraard wel interactie van donkere materie op gewone materie en dat is via de zwaartekracht. Maar dat heeft op zich niets te maken met zwarte gaten – de rol die jij toedicht aan donkere materie om er voor te zorgen dat zwarte gaten brandstof toegevoerd krijgen snap ik niet helemaal. Zwarte gaten produceren ook geen (donkere) materie zoals jij stelt, ze hebben een aantrekkingskracht en daarmee groeien ze in massa. En wat die mysterieuze zwaartekrachtsdeeltjes betreft: ik neem aan dat je de gravitonen bedoeld.

  3. Ik heb er zojuist nog even een update aan van geplakt, aan de blog welteverstaan. Gaat over de statistische betrouwbaarheid en de ‘cross section’ van de waarnemingen resp. donkere materie.

  4. Rinus Baggermans zegt

    Nee, ik bedoel niet het Graviton.
    Ik ga uit van het oerheelal met slechts 1 deeltje in onnoemlijke aantallen. Dit deeltje, ik noem het het oerdeeltje, had nagenoeg geen wisselwerking maar in miljarden, miljarden jaren tijd lukte dat toch en vond er een klontering plaats, net zoals bij sterren en planeten. Bij het ophopen van deeltjes ontstond er zoiets als kinetische en potentiele energie. En begon er ook zoiets te ontstaan als een zwart gat. Bij alsmaar meer invallende oerdeeltjes ontstaat er zelfs een Big Bang met effecten zoals men ziet in deeltjesversnellers waarbij protonen op elkaar knallen: er ontstaan dan tientallen deeltjes. Echter bij de Big Bang ontstaan er dan honderden, misschien wel duizenden. En in korte tijd vlak na de Big Bang rangschikken deze deeltjes zich dusdanig dat dan een aantal energielagen ontstaan. Elk met de eigen set communicatiedeeltjes (zoals gluonen bij quarks), zwaartekrachtdeeltjes (zoals het Higgs Boson en de donkere materie) en de energiedeeltjes (zoals fotonen en donkere energie).
    Dat oerdeeltje is ook nu nog overal aanwezig. Het kan communiceren, energie uitwisselen en zich gedragen als zwaartekrachtdeeltje. En dat laatste bedoelde ik nu! Zodoende kan het ook donkere materie en zichtbare materie aan elkaar koppelen: er ontstaat dan gewoon een deeltje dat dat dan mogelijk maakt.
    Er is een raadsel over materie en antimaterie. Antimaterie en materie verwoesten elkaar niet gingen weer over in dat oerdeeltje dat zich in twee toestanden kan bevinden: materie en antimaterie.
    Op de achtergrond speelt dat oerdeeltje nog altijd de grootste trom bij het regelen van alle energielagen. Het kan namelijk overal en waar dan ook deeltjes af splitsen waar nodig enne….. in elke energielaag. Maar omdat de energie geleend is door de samenklontering van deeltjes delft deze uiteindelijk toch het onderspit en zal ons heelal uiteindelijk in elkaar klappen en opnieuw herrijzen in een nieuwe BigBang.
    Met de LHC en de nieuwe chinese deeltjesversneller zal men dus onze energielaag en de eerste de beste onderliggende energielaag kunnen gaan begrijpen maar er zijn er nog een flink aantal.
    Het oerdeeltje is het deeltje dat alles in het heelal regelt door diens veelzijdigheid. Mijn gedachtegang, mijn theorie!

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: