4 maart 2021

Zwaartekrachtgolf-detector LISA kan ons meer vertellen over donkere materie

Credit: Thomas Tamfal/UZH

De Laser Interferometer Space Antenna (LISA) moet nog gebouwd worden en de ruimte in worden gestuurd (als ‘t allemaal mee zit in 2034 – heb geduld mensen!), maar nu al hebben sterrenkundigen van het Center for Theoretical Astrophysics and Cosmology van de Universiteit van Zurïch berekend dat LISA niet alleen zwaartekrachtgolven moet kunnen detecteren, maar dat ‘ie ons ook meer moet kunnen vertellen over de ware aard van donkere materie. Pakweg 85% van alle materie in het heelal bestaat uit donkere materie, een mysterieuze substantie die we wel indirect kunnen bemerken via z’n zwaartekrachtseffecten, maar die verder totaal onvindbaar is. Zonder de aanwezigheid van donkere materie zouden sterrenstelsel al lang geleden uit elkaar moeten zijn getrokken, maar het is dankzij de donkere materie dat ze nog gewoon bestaan. Dat geldt vooral voor dwergstelsels, want die hebben weinig gewone materie en zouden zonder donkere materie niet kunnen voorkomen. Het omgekeerde is het geval, dwergstelsels zijn de meest voorkomende sterrenstelsels in het heelal.

Impressie van LISA in de ruimte, die zwaartekrachtsgolven kan detecteren. Credits: EADS Astrium

Relatief hebben dwergstelsels meer donkere materie dan gewone sterrenstelsels (zoals de Melkweg en het Andromedastelsel) en daarom vormen ze voor sterrenkundigen een geliefd object om meer te weten te komen over donkere materie. Enter LISA. Computerberekeningen van Lucio Mayer en z’n team laten in dit artikel (te publiceren in The Astrophysical Journal Letters) zien dat er een sterk verband is tussen de donkere materie, de sterren en het centrale zwart gat in dwergstelsels. Met name tussen de snelheid waarmee zwarte gaten in het centrum van de dwergstelsel botsen en samensmelten tot grotere zwarte gaten en donkere materie lijkt een sterk verband te zijn, een verband dat wiskundig precies omschreven kon worden. Beelden uit de simulatie die Mayer et al hebben gemaakt zie je in de afbeelding bovenaan en in de (zeer korte) video hieronder.

De zwaartekrachtgolven die van deze botsende zwarte gaten afkomstig zijn en die door LISA kunnen worden gedetecteerd zijn daarom een goede bron om meer over de eigenschappen van donkere materie te weten te komen. De LISA detector ligt nog grotendeels op de tekentafels, maar nu is nog het moment dat ze met berekeningen zoals die van Mayer’s groep rekening kunnen houden. Nog zestien jaartjes wachten en dan kunnen we zien of ze gelijk hebben. 😀 Bron: UZH.

Speak Your Mind

*

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