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.
[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.
