Dark Matter wordt met recht een van de grootste mysteries in het heelal genoemd. In feite, zo mysterieus is het, dat we hier in de weelderige wolkenkrabbers van Space Magazine vaak grappen maken dat het 'Dark Mystery' moet heten. Maar dat klinkt als een goedkope History Channel-show, en hier bij Space Magazine houden we niet van goedkope, dus Dark Matter blijft het.
Hoewel we nog steeds niet weten wat Dark Matter precies is, blijven we meer leren over hoe het in wisselwerking staat met de rest van het universum en knabbelen we aan de randen van wat het zou kunnen zijn. Maar voordat we ingaan op het laatste nieuws over Dark Matter, is het de moeite waard om een stapje terug te doen om onszelf te herinneren aan wat er bekend is over Dark Matter.
Bewijs uit de kosmologie toont aan dat ongeveer 25% van de massa van het heelal donkere materie is, ook wel bekend als niet-baryonische materie. Baryonische materie is 'normale' materie, die we allemaal kennen. Het bestaat uit protonen en neutronen en het is de kwestie waarmee we elke dag communiceren.
Kosmologen kunnen de 25% materie die donkere materie is niet zien, omdat het geen interactie heeft met licht. Maar ze kunnen het effect zien dat het heeft op de grootschalige structuur van het heelal, op de kosmische microgolfachtergrond en op het fenomeen zwaartekrachtlensing. Dus ze weten dat het er is.
Grote sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg worden omgeven door wat een halo van Donkere Materie wordt genoemd. Deze enorme halo's worden op hun beurt omringd door kleinere subhalo's van Dark Matter. Deze subhalo's hebben voldoende zwaartekracht om dwergstelsels te vormen, zoals de eigen Boogschutter en Canis Major dwergstelsels van de Melkweg. Dan hebben deze dwergstelsels zelf hun eigen Dark Matter-halo's, die op deze schaal nu veel te klein zijn om gas of sterren te bevatten. Genaamd donkere satellieten, deze kleinere halo's zijn natuurlijk onzichtbaar voor telescopen, maar de theorie stelt dat ze er zouden moeten zijn.
Maar om te bewijzen dat deze donkere satellieten er zelfs zijn, is enig bewijs nodig van het effect dat ze hebben op hun gaststelsels.
Dankzij Laura Sales, assistent-professor aan de University of California, Riverside's, Department of Physics and Astronomy, en haar medewerkers aan het Kapteyn Astronomical Institute in Nederland, Tjitske Starkenberg en Amina Helmi, is er meer bewijs dat deze donkere satellieten zijn er inderdaad.
In hun paper "Dark Influences II: Gas and Star Formation in minor mergers of dwarf galaxies with dark satellites" uit november 2015, geven ze een analyse van op theorie gebaseerde computersimulaties van de interactie tussen een dwergstelsel en een donkere satelliet.
Hun paper laat zien dat wanneer een donkere satelliet zich het dichtst bij een dwergstelsel bevindt, de zwaartekracht van de satelliet het gas in de dwerg comprimeert. Dit veroorzaakt een aanhoudende periode van stervorming, een zogenaamde starburst, die miljarden jaren kan duren.
Hun modellering suggereert dat dwergstelsels een hogere snelheid van stervorming zouden moeten vertonen dan anders zou worden verwacht. En observatie van dwergstelsels onthult dat dat inderdaad het geval is. Hun modellering suggereert ook dat wanneer een donkere satelliet en een dwergstelsel samenwerken, de vorm van het dwergstelsel zou moeten veranderen. En nogmaals, dit komt tot stand door de observatie van geïsoleerde bolvormige dwergstelsels, waarvan de oorsprong tot dusver een mysterie is geweest.
De exacte aard van Dark Matter is nog steeds een mysterie en zal waarschijnlijk nog geruime tijd een mysterie blijven. Maar studies als deze blijven meer licht werpen op Dark Matter, en ik moedig lezers aan die meer details willen om het te lezen.
