Astronomen die de Fermi Gamma-Ray-ruimtetelescoop van NASA gebruiken, zochten naar bewijs van vermoedelijke soorten donkere materiedeeltjes in vage dwergstelsels nabij de Melkweg - relatief "saaie" sterrenstelsels die weinig activiteit hebben maar waarvan bekend is dat ze grote hoeveelheden donkere materie bevatten. De resultaten?
Dit zijn niet de deeltjes waar we naar op zoek zijn.
Aangenomen wordt dat 80% van het materiaal in het fysieke heelal is gemaakt van donkere materie - materie die massa en zwaartekracht heeft maar geen elektromagnetische energie afgeeft (en dus onzichtbaar is). De zwaartekrachtseffecten zijn te zien, vooral in wolken rond sterrenstelsels waarvan wordt vermoed dat ze in grote hoeveelheden voorkomen. Donkere materie kan de bewegingen van sterren, sterrenstelsels en zelfs hele clusters van sterrenstelsels beïnvloeden ... maar als het er allemaal op aankomt, weten wetenschappers nog steeds niet echt precies wat donkere materie is.
Mogelijke kandidaten voor donkere materie zijn subatomaire deeltjes die WIMP's worden genoemd (Weakly Interacting Massive Particles). WIMP's absorberen of zenden geen licht uit en hebben geen interactie met andere deeltjes, maar wanneer ze er interactie mee hebben elkaar ze vernietigen en zenden gammastraling uit.
Als donkere materie is samengesteld uit WIMP's en de dwergstelsels die in een baan om de Melkweg draaien, grote hoeveelheden donkere materie bevatten, dan kunnen gammastraling die de WIMP's kunnen uitzenden, worden gedetecteerd door NASA's Fermi Gamma-Ray Space Telescope.
Dat is tenslotte wat Fermi doet.
Tien van dergelijke sterrenstelsels - dwergsferoïden genoemd - werden gedurende een periode van twee jaar geobserveerd door Fermi's Large Area Telescope (LAT). Het internationale team zag geen gammastraling binnen het verwachte bereik van vernietigende WIMP's werden ontdekt, waardoor de mogelijkheden van welke donkere materie werden beperkt is.
"In feite comprimeert de Fermi LAT-analyse het theoretische kader waar deze deeltjes zich kunnen verbergen", zegt Jennifer Siegal-Gaskins, natuurkundige aan het California Institute of Technology in Pasadena en lid van de Fermi LAT Collaboration.
[/onderschrift]
Dus in plaats van een "mislukt experiment", betekent een dergelijke niet-detectie dat voor het eerst onderzoekers er wetenschappelijk zeker van kunnen zijn dat WIMP-kandidaten binnen een bepaald bereik van massa's en interactiepercentages kan geen donkere materie zijn.
(Soms gaat wetenschap over weten wat niet Zoeken naar.)
In de uitgave van Physical Review Letters van 9 december 2011 verscheen een paper met de resultaten van het team. Lees hier meer op de missiepagina van Fermi.
