Afbeelding tegoed: Hubble
Twee Canadese en een Amerikaanse astronoom hebben een gedetailleerde kaart gemaakt van de halo van donkere materie die alle sterrenstelsels lijkt te omringen. Deze afgeplatte bolvormige halo werd gezien door te meten hoe de zwaartekracht van een dichter sterrenstelsel het licht buigt van een ver weg liggend object dat erachter passeert; een techniek die zwaartekrachtlensing wordt genoemd.
Twee U of T-astronomen en een Amerikaanse collega hebben de allereerste metingen gedaan van de grootte en vorm van enorme halo's voor donkere materie die sterrenstelsels omringen.
"Onze bevindingen geven ons het duidelijkste beeld tot nu toe van een zeer mysterieus deel van ons universum", zegt hoofdonderzoeker Henk Hoekstra, een
postdoctorale fellow bij U van T's Canadian Institute for Theoretical Astrophysics. "Met relatief eenvoudige fysica kunnen we onze eerste directe glimp opvangen van de grootte en vorm van deze halo's die meer dan vijftig keer zo zwaar zijn als het lichtproducerende deel van sterrenstelsels dat we kunnen zien." Hij en zijn team presenteerden hun bevindingen op 25 juli tijdens de 25e algemene vergadering van de International Astronomical Union in Sydney, Australië.
Uit hun onderzoek blijkt dat halo's voor donkere materie meer dan vijf keer verder reiken dan de zichtbare sterren in een sterrenstelsel, zegt Hoekstra. In het geval van ons Melkwegstelsel, zegt hij, strekt de halo zich uit tot meer dan 500.000 lichtjaar afstand en weegt hij ongeveer 880 miljard keer meer dan de zon. De bevindingen ondersteunen ook het populaire 'koude donkere materie'-model van het universum.
Donkere materie straalt geen licht uit en kan daarom niet rechtstreeks worden gezien,
Hoekstra legt uit. Het enige bewijs voor zijn bestaan komt van de zwaartekracht van sterren, gas en lichtstralen. Aangenomen wordt dat donkere materie ongeveer 25 procent van de totale massa in het universum uitmaakt, terwijl de rest van het universum bestaat uit normale materie (vijf procent) en donkere energie (70 procent).
Tot op heden is de meeste informatie over donkere materie afkomstig van metingen van de beweging van gas en sterren in de binnenste regionen van sterrenstelsels. Andere belangrijke gegevens zijn afkomstig van computersimulaties van de vorming van de structuur van het universum. Wetenschappers kunnen hun bevindingen over donkere materie echter alleen uitleggen als het waar is dat sterrenstelsels worden omgeven door enorme, driedimensionale halo's.
De meeste astronomen geloven in de zogenaamde theorie van de koude donkere materie van het heelal, wat suggereert dat deze halo's enigszins afgeplat zijn. De bevindingen van Hoekstra bevestigen dit. Met behulp van de relatief nieuwe techniek van zwakke zwaartekrachtlensing waarmee astronomen de grootte en vorm van donkere materie kunnen bestuderen, heeft het team de vormen van meer dan 1,5 miljoen verre sterrenstelsels gemeten met behulp van de Canada-France-Hawaii-telescoop op Hawaï. 'De kleine veranderingen in de vormen van de sterrenstelsels gaven ons een sterke aanwijzing dat de halo's afgeplat zijn, als een rubberen bal die tot de helft van zijn omvang is samengedrukt', zegt Hoekstra.
Hun bevindingen kunnen ook worden toegepast op een groter wetenschappelijk debat over de aard van het universum. Sommige wetenschappers hebben theorieën over het universum ontwikkeld met de aanname dat er geen donkere materie bestaat en als gevolg daarvan hebben ze veranderingen in de wet van de zwaartekracht voorgesteld. Hoekstra heeft er echter alle vertrouwen in dat de bevindingen van zijn team deze theorieën zullen weerleggen.
Het onderzoek werd uitgevoerd met Professor Howard Yee van U van T's Afdeling Astronomie en Astrofysica en Michael Gladders, een voormalig afgestudeerde U van T nu aan de Observatoria van de Carnegie Institution of Washington in Pasadena, Californië, gefinancierd door de Natuurwetenschappen and Engineering Research Council of Canada en U of T.
Oorspronkelijke bron: University of Toronto News Release
