Een internationaal team van astronomen heeft een onverwacht verband gevonden tussen de donkere materie en de zichtbare sterren in sterrenstelsels. Deze ontdekking kan zelfs leiden tot herziening van ons begrip van de zwaartekracht. 1 oktober publiceerden ze hun ontdekking in ‘Nature’.
Zwaartekracht
De materie in sterrenstelsels wordt bijeengehouden door zwaartekracht. De sterren in sterrenstelsels bewegen echter zo snel dat er een extra kracht nodig moet zijn om ze bijeen te houden. De onderzoekers veronderstellen dat dat de zwaartekracht van een halo (krans) van onzichtbare donkere materie is. Deze donkere materie oefent zoveel kracht uit dat ze zelfs de totale massa van sterrenstelsels moet domineren.
Wisselwerking
Wetenschappers gaan ervan uit dat de donkere materie alleen door zwaartekracht invloed uitoefent op de gewone materie waaruit ook wij bestaan. Maar de nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de wisselwerking tussen donkere en gewone materie veel complexer is. De donkere materie lijkt te ‘weten’ hoe de zichtbare materie verdeeld is. Donkere en zichtbare materie lijken zodanig samen te werken dat de gemiddelde zwaartekracht van de zichtbare materie binnen een karakteristieke straal van de donkere halo altijd hetzelfde is.
Onzichtbare hand
‘Het patroon dat we hebben ontdekt is heel vreemd, alsof je in een dierentuin ontdekt dat dieren van allerlei verschillende soorten allemaal een even zware schedel hebben’, vertelt dr. Hongsheng Zhao, gastmedewerker van de Universiteit Leiden. ‘Het is mogelijk dat een onbekende nieuwe kracht als een onzichtbare hand van invloed is op de donkere materie, en op alle sterrenstelsels dezelfde vingerafdruk achterlaat. Zo’n kracht zou zelfs het raadsel van de donkere energie, waardoor de expansie van het heelal wordt gedomineerd, kunnen oplossen.’
Radicalere oplossing
‘Een radicalere oplossing bestaat uit een bijstelling van de wetten van de zwaartekracht, zodat het bestaan van donkere materie slechts schijn zou zijn, ten gevolge van een afwijking van de wetten van de zwaartekracht van Newton en Einstein. Maar zulke theorieën hebben weer hun eigen problemen op kosmische schaal’, vult dr. Benoit Famaey, van de universiteiten van Bonn en Straatsburg aan. Dr. Gianfranco Gentile, van de universiteiten van Gent en Brussel en leider van de samenwerking, concludeert: ‘Het oplossen van dit raadsel vormt wellicht een van de sleutels tot het begrijpen van de vorming, de evolutie en de structuur van sterrenstelsels in de geschiedenis van onze kosmos.’
Het onderzoek van Zhao in Leiden wordt ondersteund door subsidies van NWO en FOM.