Gaat donkere materie toch interacties aan?

Astronomen hebben een intrigerende aanwijzing gevonden dat donkere materie niet alleen gevoelig is voor de zwaartekracht, maar ook andersoortige interacties met zichzelf aangaat. Dat blijkt uit waarnemingen met de Europese Very Large Telescope en de Hubble-ruimtetelescoop (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 april).

Met die twee instrumenten is een viertal botsende sterrenstelsels in de cluster Abell 3827 onderzocht. Via het zogeheten zwaartekrachtlenseffect hebben de astronomen kunnen achterhalen hoe de donkere materie rond deze stelsels is verdeeld.

Volgens de huidige inzichten zijn alle sterrenstelsels omgeven door een omhulsel van donkere materie. Zonder de bindende werking van de zwaartekracht die de donkere materie uitoefent zouden sterrenstelsels zoals onze Melkweg door hun draaiing uit elkaar vallen. Dat dit niet gebeurt, is alleen verklaarbaar als 85 procent van alle massa in het heelal uit donkere materie bestaat. Maar waar die materie uit bestaat is nog steeds een raadsel.

Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat het omhulsel van een van de vier botsende sterrenstelsels in Abell 3827 achterloopt bij het stelsel dat het omsluit. De achterstand bedraagt momenteel 5000 lichtjaar. Dat wijst erop dat de donkere materie in het omhulsel door iets wordt vertraagd. En niet door de zwaartekracht, want er staat verder niets in de buurt.

Toch zijn de astronomen voorzichtig met het trekken van conclusies. Ze merken op dat nog onderzocht moet worden welke andere effecten deze vertraging zouden kunnen veroorzaken. Dat onderzoek kan bestaan uit soortgelijke waarnemingen van andere sterrenstelsels en computersimulaties van galactische botsingen.

Bij een eerder onderzoek van 72 botsingen tussen clusters had hetzelfde team van astronomen juist vastgesteld dat donkere materie vrijwel géén interacties met zichzelf aangaat. Het nieuwe onderzoek heeft echter geen betrekking op complete clusters, maar op de bewegingen van afzonderlijke sterrenstelsels. De astronomen denken dat het mogelijk is dat de botsing tussen deze stelsels langer heeft geduurd dan de clusterbotsingen die in het eerdere onderzoek zijn waargenomen – lang genoeg om zelfs een geringe kracht de kans te geven om een meetbare afremming te veroorzaken.

Meer over donkere materie in ons themanummer 'DONKERE MATERIE & SUPERDEELTJES - Op zoek naar een theorie van alles', beschikbaar in de Eos-app op iPad en Android.