Lens ziet donkere materie

Nieuws | de redactie
27 januari 2012 | Hoe is de donkere materie over het universum verdeeld? Kun je die dan zien? Sterrenkundigen van de RUG bedachten een zwaartekrachtlens. "Deze analyse geeft ons een unieke methode om theoretische modellen van donkere materie te testen."

Zo zijn zij er voor het eerst in geslaagd om op grond vanwaarnemingen berekeningen uit te voeren over de massaverdeling vandonkere materie op hele kleine schaal. In een artikel in Naturedeze week beschrijven ze een onderzoek naar de afbeelding van eensterrenstelsel via een zogenaamde zwaartekrachtlens.

Geen licht, toch waarneembaar

Op grond van de baanbewegingen van sterren en sterrenstelselsnemen sterrenkundigen aan dat in het heelal meer materie aanwezigis dan alleen de zichtbare materie. Waar deze onzichtbare – donkere- materie uit bestaat, is nog niet bekend, maar men vermoedt dathet gaat om elementaire deeltjes. Om meer te weten te komen over deaard van de donkere materie wordt onderzoek verricht naar deverdeling ervan over het heelal.

Hoewel donkere materie geen licht afgeeft, kan deze indirecttoch worden waargenomen. Niet alleen door de baanbewegingen vansterren, maar ook omdat donkere materie de eigenschap heeft dat hetals lens kan dienen.

Het natuurkundig principe waarop dat berust, is echter eenandere dan dat van de normale optische lens van glas. Massaveroorzaakt zwaartekracht en de algemene relativiteitstheorie vanEinstein stelt zwaartekracht gelijk aan kromming van ruimte-tijd.Ook de lichtbaan die door de gekromde ruimte loopt, is schijnbaargekromd en werkt dus als een lens. Omdat zwaartekracht dezelenswerking veroorzaakt, spreekt men van zwaartekrachtlenzen.

Het principe van de zwaartekrachtlens houdt in dat men deverbuiging van de lichtbaan kan relateren aan de massa van dedonkere materie die de kromming veroorzaakt. Onregelmatigheden inhet beeld kunnen teruggerekend worden naar onregelmatigheden in deverdeling van de massa van de donkere materie.

Een Einstein-ring

Sterrenkundigen, waaronder ook de groep geleid door prof.Koopmans, hebben afgelopen jaren veel zwaartekrachtlenzen ontdektdie in de vorm van een zogenaamde Einstein-ring een beeld geven vaneen sterrenstelsel dat achter de lens ligt. Koopmans en zijn teamontwikkelden in de afgelopen jaren een krachtige analysemethode diehen in staat stelt met behulp van een dergelijk beeldgedetailleerde uitspraken te doen over de verdelingsstructuur vande donkere materie.

In het Nature-artikel analyseren onderzoeksleider prof. dr. LéonKoopmans en zijn medewerkers een Einstein-ring met behulp van eenopname die in juni 2010 werd gemaakt met de Near Infrared Cameravan de W.M. Keck-telescoop op Hawaï. “Theorieën over donkerematerie voorspellen een bepaalde structuur van de massaverdeling,”zegt Koopmans daarover op de site van de RUG.

“We hebben nu voor de eerste keer een beeld geanalyseerd en deresultaten komen goed overeen met de theorie. Maar één onderzoekzegt eigenlijk nog niets; pas als we er een stuk of tien hebbengedaan, kun je echt wat zeggen. Als we in volgende onderzoeken welafwijkingen vinden, zal dat zeker consequenties hebben voor detheorie.”


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK