Het grootste deel van het universum is een compleet en totaal mysterie. Het probleem is dat donkere materie alleen door de zwaartekracht (en misschien door de zwakke kernkracht) met normale materie in wisselwerking staat. Het schijnt niet, het geeft geen warmte of radiogolven af en het gaat door de gewone materie alsof het er niet is. Maar wanneer donkere materie wordt vernietigd, kan dit astronomen de aanwijzingen geven waarnaar ze op zoek zijn.
Onderzoekers theoretiseren dat een productieve manier om naar donkere materie te zoeken misschien niet is om er rechtstreeks naar te zoeken, maar om te zoeken naar de resulterende deeltjes en energie die worden uitgestoten wanneer het wordt vernietigd. In de omgeving rond het centrum van ons sterrenstelsel is donkere materie mogelijk zo dicht dat deeltjes regelmatig met elkaar in botsing komen, waardoor een cascade van energie en extra deeltjes vrijkomt; die kon worden gedetecteerd.
En deze theorie zou een verklaring kunnen zijn voor een vreemd resultaat van de Wilkinson Microgolf Anisotropie Probe (WMAP), een NASA-ruimtevaartuig dat de temperatuur van de Kosmische Microgolf Achtergrondstraling (CMBR) in kaart brengt. Deze achtergrondstraling zou ongeveer gelijk zijn over de hele hemel. Maar om de een of andere reden veroorzaakte de satelliet een teveel aan microgolfemissie rond het centrum van ons sterrenstelsel.
Misschien is deze microgolfstraling de gloed van al die donkere materie die wordt vernietigd.
Deze conclusie werd getrokken door een team van Amerikaanse astronomen: Dan Hooper, Douglas P. Finkbeiner en Gregory Dobler. Hun werk wordt gepubliceerd in een nieuw onderzoekspapier genaamd Bewijs van vernietiging van donkere materie in de WMAP Haze.
De overmatige microgolfstraling rond ons galactisch centrum staat bekend als de WMAP Haze en werd oorspronkelijk beschouwd als de uitstoot van heet gas. Astronomen probeerden deze theorie te bevestigen, maar waarnemingen in andere golflengten leverden geen enkel bewijs op.
Volgens de onderzoekers zou de microgolfnevel verklaard kunnen worden door het vernietigen van donkere materie, zoals de interactie tussen materie en antimaterie. Als deeltjes van donkere materie botsen, kunnen ze een willekeurig aantal detecteerbare deeltjes en straling afgeven, waaronder gammastraling, elektronen, positronen, protonen, antiprotonen en neutrino's.
De grootte, vorm en verspreiding van de waas komt overeen met de centrale regio van ons sterrenstelsel, die ook een hoge concentratie donkere materie zou moeten hebben. En als de deeltjes van donkere materie binnen een bepaald massabereik vallen - 100 tot 1000 keer de massa van een proton - zouden ze een stroom van elektronen en positronen kunnen afgeven die mooi bij de microgolfnevel passen.
In feite komen hun berekeningen precies overeen met een van de meest aantrekkelijke kandidaten voor donkere-stofdeeltjes: de hypothetische neutralino die wordt voorspeld in supersymmetriemodellen. Wanneer vernietigd, zouden deze zware quarks produceren, ijkbosonen of het Higgs-boson, en zouden ze de juiste massa en deeltjesgrootte hebben om de microgolfnevel te produceren die door WMAP werd waargenomen.
Een van de voorspellingen in dit artikel is voor de komende Gamma Ray large Area Space Telescope (GLAST), die in december 2007 wordt gelanceerd. Als ze correct zijn, kan GLAST een gloed van gammastraling detecteren die afkomstig is van de Galactic Center, passend bij de microgolfnevel, en zelfs een bovengrens van de massa van donkere materiedeeltjes. De komende ESA Planck-missie zal een nog nauwkeuriger beeld geven van de microgolfnevel, wat betere gegevens oplevert.
Het is misschien nog steeds mysterieus, maar donkere materie onthult langzaam maar zeker zijn geheimen.
Oorspronkelijke bron: Arxiv (PDF)
