20 juni 2019

Grote nieuwe zoektocht werpt licht op donkere materie

Eerste resultaten van de KiDS-survey (montage)

Een internationaal team van astronomen onder Nederlandse leiding heeft de eerste resultaten gepubliceerd van een grote nieuwe zoektocht naar donkere materie. Daarvoor gebruikten de onderzoekers de VLT Survey Telescoop (VST) van ESO op het Paranal Observatorium in Chili. Met die telescoop kunnen de astronomen onderzoek doen aan donkere materie, aan de structuur van sterrenstelselhalo’s en aan de evolutie van sterrenstelsel en clusters van sterrenstelsels.

Ongeveer 85% van de materie in het heelal is donkere materie1. Deze vorm van materie wordt nog niet goed begrepen door natuurkundigen. Het straalt geen licht uit en het absorbeert ook geen licht. Maar astronomen kunnen het toch detecteren vanwege het effect dat donkere materie heeft op sterren en sterrenstelsels. Een groot project met de krachtige survey telescopen van ESO toont nu duidelijker dan ooit de relatie tussen de mysterieuze donkere materie en de sterrenstelsels2.

De eerste resultaten zijn vrijgegeven van een grote zoektocht naar donkere materie aan de zuidelijke sterrenhemel. Een internationaal team onder Nederlandse leiding gebruikte daarvoor de VLT Survey Telescope (VST) van ESO op het Paranal Observatorium in Chili.

De eerste resultaten zijn vrijgegeven van een grote zoektocht naar donkere materie aan de zuidelijke sterrenhemel. Een internationaal team onder Nederlandse leiding gebruikte daarvoor de VLT Survey Telescope (VST) van ESO op het Paranal Observatorium in Chili.
Het project, bekend onder de naam Kilo-Degree Survey (KiDS), gebruikt beelden van de VLT Survey Telescope en zijn enorme camera OmegaCAM. De onderzoekers analyseerden beelden van meer dan twee miljoen sterrenstelsels. Het KiDS-team keek hoe het licht van de verre stelsels afbuigt terwijl het op weg naar de aarde langs grote wolken donkere materie reist. Via dit zogeheten gravitatielenseffect zagen ze dat clusters van sterrenstelsels ongeveer dertig keer meer onzichtbare, donkere materie bevatten dan zichtbare materie.

Het project, bekend onder de naam Kilo-Degree Survey (KiDS), gebruikt beelden van de VLT Survey Telescoop en zijn enorme camera, de OmegaCAM. Deze telescoop is speciaal gemaakt om grote delen van de nachtelijke hemel af te speuren naar zichtbaar licht. De waarnemingen worden aangevuld met waarnemingen van de VISTA-telescoop (die kijkt naar infraroodlicht). Een van de hoofddoelen van de VST is om donkere materie in kaart te brengen en om een vinger te krijgen achter de nog mysterieuzere donkere materie die ervoor zorgt dat ons heelal versneld uitdijt.De beste manier om te weten te komen waar de donkere materie zich bevindt, is met behulp van zwaartekrachtlenzen. De astronomen keken hoe het licht van de verre stelsels afbuigt terwijl het op weg naar de aarde langs grote wolken donkere materie reist. Zo konden ze de donkere materie via een omweg toch in beeld brengen.Het internationale KiDS-team wordt geleid door Koen Kuijken van de Leidse Sterrewacht3. Het team analyseerde de beelden van meer dan twee miljoen sterrenstelsels die op afstanden tot zo’n 5,5 miljard lichtjaar van de aarde staan4.

De eerste resultaten zijn vrijgegeven van een grote zoektocht naar donkere materie aan de zuidelijke sterrenhemel. Een internationaal team onder Nederlandse leiding gebruikte daarvoor de VLT Survey Telescope (VST) van ESO op het Paranal Observatorium in Chili.
Het project, bekend onder de naam Kilo-Degree Survey (KiDS), gebruikt beelden van de VLT Survey Telescope en zijn enorme camera OmegaCAM. De onderzoekers analyseerden beelden van meer dan twee miljoen sterrenstelsels. Het KiDS-team keek hoe het licht van de verre stelsels afbuigt terwijl het op weg naar de aarde langs grote wolken donkere materie reist. Via dit zogeheten gravitatielenseffect zagen ze dat clusters van sterrenstelsels ongeveer dertig keer meer onzichtbare, donkere materie bevatten dan zichtbare materie.
Op de foto is de onzichtbare donkere materie roze gemaakt.
Credit:
Kilo-Degree Survey Collaboration/A. Tudorica & C. Heymans/ESO

De eerste resultaten die nu gepubliceerd worden zijn nog maar het begin. Ze komen van de eerste 7% van wat er totaal in kaart gebracht gaat worden.De meeste sterrenstelsels leven in groepen. Zo ook onze eigen Melkweg. Die is onderdeel van de Lokale groep. De sterrenstelsels clusteren als gevolg van de zwaartekracht. Wetenschappers denken dat donkere materie hierbij een belangrijke rol speelt. Als ze weten hoeveel donkere materie er in de clusters zit, dan kunnen ze beter begrijpen hoe de sterrenstelsels en de clusters gevormd worden. De berekeningen die nu gedaan zijn met behulp van het zwaartekrachtlens-effect laten zien dat de clusters ongeveer dertig keer meer donkere materie bevatten dan zichtbare materie.“Interessant genoeg bevindt het helderste sterrenstelsel zich bijna altijd in het midden van een klomp met donkere materie.”zegt Massimo Viola (Leidse Sterrenwacht). Hij is hoofdauteur van een van de eerste KiDS-publicaties. “Dat is in lijn met de theorie die voorspelde dat sterrenstelsels naar elkaar trekken en dat ze samenklonteren in het centrum, maar het was nog nooit zo duidelijk waargenomen.” voegt Koen Kuijken toe. De bevindingen zijn dus pas het begin. De enorme hoeveelheid data die nu van de survey-telescopen komt, worden door ESO beschikbaar gemaakt voor wetenschappers wereldwijd.De KiDS survey helpt bij het begrijpen van donkere materie. Dat is een van de grootste onopgeloste vragen uit de natuurkunde. Bron: ESO.

  1. Astronomen hebben gevonden dat de totale massa/energie-inhoud van het heelal als volgt verdeeld kan worden: 68% donkere energie, 27% donkere materie, 5% ‘normale’ materie. []
  2. Berekeningen met behulp van supercomputers laten zien hoe een heelal evolueert dat gevuld is met donkere materie: donkere materie klontert samen tot een enorm kosmisch web. Bij grote dichtheden van donkere materie vormen zich sterrenstelsels en sterren. []
  3. Het internationale KiDS-team bestaat uit onderzoekers uit Nederland, het Verenigd Koninkrijk, Duitsland, Italië en Canada. []
  4. Bij het onderzoek maakten de wetenschappers dankbaar gebruik van de 3D-kaarten van het Galaxy And Mass Assembly project (GAMA). Deze kaarten kwamen tot stand dankzij waarnemingen van de Anglo-Australian Telescoop. []

Reacties

  1. Sippie zegt

    Wanneer rijst eindelijk het besef dat donkere materie simpelweg niet bestaat?

  2. Sippie, waarom weet jij zo zeker dat donkere materie niet bestaat? Heb jij een andere verklaring voor de waargenomen galactische rotatiecurves, de pieken in de kosmische microgolf-achtergrondstraling en de zwaartekrachtslenzen? Graag een onderbouwing.

    • Sippie zegt

      Ik weet niets zeker, behalve dat donkere materie een te gecompliceerde en ook een wat vergezochte verklaring lijkt. Ik verwijs naar Occam’s razor. Het is niet slim alternatieve theorieën, zoals de electric universe theorie te verwerpen, zonder daar eerst goed en zonder vooroordelen naar te hebben gekeken. Deze theorie geeft een veel simpeler verklaring voor een aantal tot nu toe niet verklaarde/begrepen fenomenen. Wellicht is ook deze theorie niet geheel juist, maar het idee dat elektromagnetische krachten een grotere rol spelen in het universum dan tot nu toe wordt aangenomen, heeft m.i. zijn merites.

Laat wat van je horen

*

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

%d bloggers liken dit: