Donkere materie ... Als het niet zichtbaar is, hoe weten we dan dat het er is? Als het niet om de effecten van zwaartekracht ging, zouden we dat niet doen. Maar hoe het zich gedraagt en hoe het wordt gedistribueerd in een van de grootste kosmische cryptogrammen van allemaal. Zelfs met nieuw onderzoek lijken er meer vragen dan antwoorden te zijn!
"Na het voltooien van deze studie weten we minder over donkere materie dan voorheen", zegt hoofdauteur Matt Walker, een Hubble Fellow bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Het is algemeen aanvaard dat ons universum voornamelijk bestaat uit donkere materie en donkere energie. Van de eerstgenoemde wordt het beschouwd als "koud", statige exotische deeltjes die door gravitatie samensmelten. Naarmate ze evolueren, trekken deze "materie" van donkere materie vervolgens "normale" materie aan die de huidige melkwegstructuren vormt. Door computermodellering hebben astronomen dit groeiproces gesimuleerd, dat concludeert dat galactische centra dicht moeten zijn met donkere materie. Deze modellen zijn echter niet consistent met de bevindingen. Door twee dwergstelsels te meten, hebben wetenschappers in plaats daarvan een gelijkmatige verdeling gevonden.
“Onze metingen zijn in tegenspraak met een basisvoorspelling over de structuur van koude donkere materie in dwergstelsels. Tenzij of totdat theoretici die voorspelling kunnen wijzigen, is koude donkere materie niet in overeenstemming met onze observatiegegevens, 'verklaarde Walker.
Waarom een dwerg bestuderen in plaats van een spiraal? In dit geval is het dwergstelsel een perfecte kandidaat vanwege zijn samenstelling - 99% donkere materie en 1% sterren. Walker en zijn co-auteur Jorge Penarrubia (University of Cambridge, UK) kozen twee nabijgelegen vertegenwoordigers - de Fornax- en Sculptor-dwergen - voor hun studie. In vergelijking met de geschatte 400 miljard sterren van de Melkweg, is dit paar in plaats daarvan gemiddeld ongeveer 10 miljoen. Hierdoor kon het team een uitgebreid monster nemen van ongeveer 1500 tot 2500 sterren voor locatie, snelheid en chemische basissamenstelling. Maar zelfs met een verlaagd bedrag is dit type stellaire boekhouding niet bepaald gemakkelijk te kiezen.
"Sterren in een dwergstelsel zwermen als bijen in een bijenkorf in plaats van te bewegen in mooie, cirkelvormige banen als een spiraalstelsel", legt Penarrubia uit. 'Dat maakt het veel uitdagender om de verdeling van donkere materie te bepalen.'
Wat het team vond, was enigszins verrassend. Volgens de modelleertechnieken had donkere materie zich in de kern moeten klonteren. In plaats daarvan vonden ze het gelijkmatig verdeeld over een afstand van honderden lichtjaren in doorsnee.
"Als een dwergstelsel een perzik zou zijn, zegt het standaard kosmologische model dat we een donkere materie" put "in het midden moeten vinden. In plaats daarvan zijn de eerste twee dwergstelsels die we hebben bestudeerd, pitloze perziken, 'zei Penarrubia.
Er wordt verondersteld dat interacties tussen normale en donkere materie verantwoordelijk kunnen zijn voor de verspreiding, maar de computersimulaties zeggen dat dit niet met een dwerg mag gebeuren. Nieuwe vragen over nieuwe bevindingen? Ja. Deze openbaring kan suggereren dat donkere materie niet altijd 'koud' is en dat deze op onverwachte manieren kan worden beïnvloed door normale materie.
Oorspronkelijke verhaalbron: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics News Release. Voor verder lezen: een methode voor het meten van (hellingen van) de massaprofielen van dwerg sferoïde sterrenstelsels.
