Webb laat zien dat donkere materie ook warm kan zijn

Simulaties van de verdeling van materie in het vroege heelal bij warme en koude donkjere materie. Credit: CDM, destra

Hét standaardmodel van het heelal is het ΛCDM model, het model dat veronderstelt dat er in het heelal donkere energie (Λ) en donkere materie (CDM) is. CDM staat voor Cold Dark Matter, koude donkere materie, koud wil in dit verband zeggen dat het gaat om langzaam bewegende deeltjes, niet om deeltjes zoals neutrino’s die met de lichtsnelheid reizen. Nou zijn er al langer ook alternatieve hypotheses voor donkere materie en dat zijn warme en hete donkere materie. Die laatste categorie zou om deeltjes gaan die met de lichtsnelheid reizen, de warme variant zou een tussencategorie zijn tussen de koude en hete DM’s, deeltjers met een zekere ’thermische snelheid’. Lang werd gedacht dat de warme en hete DM’s passé waren, maar recent kwam een team van sterrenkundigen onder leiding van Umberto Maio (Italian National Institute of Astrophysics, Astronomical Observatory of Trieste) met de stelling dat warme donkere materie wel degelijk mogelijk is. Het team baseert zich daarbij op waanemingen gedaan met Webb aan sterrenstelsels die al zeer vroeg in het heelal voorkwamen, met recordhouder JADES-GS-z13-0 als oudste, die bestond al 320 miljoen jaar na de oerknal. Donkere materie speelde een belangrijke rol bij de vorming van de eerste sterrenstelsels in het heelal en van belang daarbij is welke aard donkere materie toen had. Uit het onderzoek van Maio en z’n team blijkt dat donkere materie in het vroege heelal koud kan zijn geweest, maar dat het ook ‘gematigd warm kan zijn geweest en wel met éen massa van minstens 2 keV, kilo elektronvolt. Hierbij hebben ze de gegevens van Webb vergeleken met simulaties van de vorming van sterrenstelsels (zie de afbeelding bovenaan, met de uitkomsten van warme en koude donkere materie, WDM vs. CDM).

Meer informatie vind je in het vakartikel van Umberto Maio et al, JWST high-redshift galaxy constraints on warm and cold dark matter models, Astronomy & Astrophysics (2023).

Bron: Phys.org.

Gerelateerde Astroblogs:

Webb heeft koolstofrijke stofkorrels ontdekt in het vroege heelal Webb legt de zwaartekrachtlenzen in de cluster van sterrenstelsels El Gordo vast