Andermaal nieuws over donkere materie


Er valt weer nieuws te rapen over donkere materie, de ontbrekende materie van het universum, die astronomen reeds jaren kopzorgen bezorgt.

Amper twee jaar geleden was het de Nederlander Erik Verlinde die met een gloednieuwe theorie over deze donkere materie voor de dag kwam. Volgens hem moeten wij een verklaring voor de donkere materie gaan zoeken in een nieuwe aanpak van de zwaartekracht.

Vandaag komen Duitse en Amerikaanse wetenschappers met een nog andere verklaring op de proppen, en hiervoor grijpen ze terug naar de röntgenastronomie.

Röntgenastronomie is een relatief jonge tak van de sterrenkunde. Het gaat erom elektromagnetische straling van hemelobjecten waar te nemen die een kortere golflengte heeft dan blauw en ultraviolet licht maar wel langer dan gammastralen.

Gelukkig beschermt de dampkring ons tegen deze schadelijke soort straling. Waarnemingen in röntgenstraling moeten dus noodzakelijkerwijze gebeuren op grote hoogte, buiten onze dampkring. Het is intussen een deel van het ruimteonderzoek geworden met aangepaste detectoren die zich aan boord van satellieten bevinden. De eerste observaties in röntgenstralen dateren pas van 1962 en kwamen vanuit het sterrenbeeld Schorpioen. Deze bron werd dan ook Scorpius X1 genoemd.

Op 8 februari laatstleden kwamen Duitse en Amerikaanse wetenschappers voor de dag met een nieuwe verklaring voor donkere materie, en die vonden ze in een mysterieuze spectraallijn van 3,5-keV in het röntgengebied. Deze straling werd voor het eerst opgemerkt in 2014, bij waarnemingen van de Perseus-cluster van sterrenstelsel die zich op 240 miljoen lichtjaar van de Aarde bevindt .

Voor deze straling werden al verschillende verklaringen bedacht. Zo werd o.a. al gedacht dat deze straling ontstaat wanneer donkere materiedeeltjes verspringen tussen twee verschillende energieniveaus, vergelijkbaar met wat zich volgens de klassieke kwantummechanica voordoet met de energiesprongen in de atomen.

Maar nu opperen Duitse en Amerikaanse wetenschappers dat deze straling zou ontstaan wanneer twee donkere materiedeeltjes botsen en mekaar vernietigen. Als deze interpretatie klopt, zou donkere materie moeten bestaan uit zeer lichte deeltjes, die bij hun annihilatie de waargenomen röntgenstraling produceren. Dit doet uiteraard denken aan wat zich voordoet wanneer een elektron en zijn anti-elektron (positron) elkaar vernietigen en een foton afgeven.

Is dit het puzzelstukje dat de donkere materie kan ontrafelen? De toekomst zal het moeten uitwijzen. In elk geval zitten wij nog steeds zonder verklaring voor de 25% donkere, geheimzinnige materie die door Fritz Zwicky in 1930 voorspeld werd en noodzakelijk is om de te snelle rotatiesnelheid van melkwegstelsels te verklaren. Donkere materie maakt dus een belangrijk bestanddeel uit van de materie van het heelal.

Inhoud heelalInhoud heelal

Tekst: Emiel Beyens, 14/02/2018
Bron: Science X, A new twist in the dark matter tale