19 juni 2019

Donkere materie is vermoedelijk toch niet de oorzaak van de koude 21-cm lijn uit het vroege heelal

Credit: Judd Bowman et al.

Op 28 februari werd wereldwijd het nieuws bekend gemaakt dat sterrenkundigen met een simpele detector ergens in de woestijn in Australië een signaal hadden opgepikt van de allereerste sterren in het heelal, een signaal dat 180 miljoen jaar na de oerknal bij een frequentie van oorspronkelijk 1,4 GHz (golflengte 21 cm, energie 5,9 micro eV) werd uitgezonden – zie de afbeelding hierboven. Het waterstofgas dat dat signaal uitzond bleek kouder te zijn dan verwacht, kouder zelfs dan de fotonen van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB – zie afbeelding hieronder).

Dezelfde dag was er al een verklaring voor die opvallend koude 21-cm lijn, namelijk dat er in dat vroege heelal, toen de eerste sterren met hun krachtige UV-straling geleidelijk een einde maakten aan de kosmische ‘donkere eeuwen’ en er een kosmische ‘dageraad’ begon, iets was dat reageerde met het neutrale waterstofgas en dat nóg kouder was dan dat gas, namelijk deeltjes van donkere materie. Via interactie tussen de donkere deeltjes en het gas koelde de laatste extra af, hetgeen ruim 13,6 miljard jaar later door EDGES is waargenomen. Pleitbezorger van die theorie: de Israëlische sterrenkundige Renan Barkana. Maar bijna een maand later komt dezelfde Barkana met drie collega’s tot de conclusie dat het vermoedelijk toch niet donkere materie is, die voor de extra koeling heeft gezorgd van het waterstofgas. In een deze week verschenen artikel wijzen ze er op dat er geen modellen van deeltjes donkere materie zijn, die kunnen voldoen aan de voorwaarden die nodig zijn om het neutrale waterstofgas te laten reageren met de donkere materie, zoals een bepaalde relatieve snelheid van de deeltjes gas en donkere materie. De auteurs hebben diverse deeltjes donkere materie met verschillende massa’s bekeken en de mogelijke ‘mediators’, die de kracht overbrengen tussen het waterstof en de donkere materie, maar geen enkele variant lijkt in staat te leiden tot een afkoelend effect. Kortom, nu lijkt donkere materie geen rol te hebben gespeeld in de afkoeling van het waterstofgas in het vroege heelal. Eén alternatieve denkrichting: het waterstofgas had de juiste temperatuur, de CMB was juist heter dan we dachten – kijk daar eens naar. Bron: Astrobites + Resonaances.

Reacties

  1. Je ziet het vaak in de wetenschap dat anderen er met een mooie ontdekking mee vandoor gaan en meer aandacht krijgen dan de ontdekkers die er jaren lang in hebben geïnvesteerd….

  2. Ja, maar dit gaat dan wel over een sterrenkundige die zelf inziet dat ‘ie een verkeerde stelling heeft gehanteerd en die daarop in alle openheid terug komt. Dat waardeer ik sterk van Barkana.

  3. Volgens mij is die dit exact waar ze met EDGES naar op zoek waren… Ionisatie door elektronen die al eerder vrijkwamen in deze periode. Geïoniseerd waterstofgas zendt geen 21 cm straling uit, dus zit er een gat. Die elektronen hebben blijkbaar de expansie van het waterstofgas weer ingehaald.
    En dan spreken we nog niet eens over de mogelijkheid van proton decay 🙂
    http://www.dailymotion.com/video/x2myrsa

Laat wat van je horen

*

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

%d bloggers liken dit: