Wetenschappers rapporteren een nieuwe crisis in de astronomie: verre objecten lijken minder uv-licht uit te zenden dan zou moeten.
De ruimte tussen sterrenstelsels lijkt op het eerste gezicht zo leeg als maar kan. Toch blijkt elke kubieke meter van dit zogenoemde intergalactisch medium een handjevol waterstofatomen te bevatten. Niet heel veel dus, maar deze deeltjes hebben wel een merkbare invloed op licht dat erdoorheen reist: ultraviolette fotonen (‘lichtdeeltjes’) kunnen door het intergalactisch medium worden geabsorbeerd. En rond dat proces hebben astronomen nu een resultaat te melden dat zo vreemd is, dat ze durven te spreken van een nieuwe crisis in hun vakgebied.
“Er is iets goed mis”
Waar het om gaat, is dat sterrenkundigen op twee manieren bepalen wat er precies gebeurt in het intergalactisch medium: door het gas te simuleren met een computer en door af te gaan op waarnemingen. Tot nog toe kwam er een mooi, consequent plaatje uit die combinatie van methodes.
Maar Juna Kollmeier en collega’s melden nu in The Astrophysical Journal Letters een verschil van een factor vijf, als ze de nieuwste waarnemingen combineren met de nieuwste simulaties. Dat wil zeggen: astronomische objecten zoals sterrenstelsels en quasars lijken vijf keer minder ultraviolette fotonen te produceren dan het intergalactisch medium absorbeert. “En dan weet je dat er iets goed mis is”, zegt een van de onderzoekers in een persbericht.
Opmerkelijk is verder dat het probleem alleen lijkt te spelen in het meer dichtbij gelegen deel van het heelal. Als we dieper het universum in kijken – en dus licht bestuderen dat langer geleden werd uitgezonden – lijkt het allemaal wel met elkaar te kloppen.
Donkere materie?
Wat is er dan aan de hand? Kollmeier en collega’s noemen in hun artikel een hele waslijst aan mogelijkheden, maar concluderen uiteindelijk dat “geen enkele daarvan bevredigend is”.
De minst radicale oplossing is nog om te veronderstellen dat er veel meer fotonen uit sterrenstelsels het intergalactisch medium in vliegen dan we dachten – maar dat zou wel flink wringen met onze huidige kennis over deze objecten. Een spannendere mogelijkheid is dat donkere materie – het onzichtbare spul waar vier vijfde van ons heelal uit lijkt te bestaan – op de een of andere manier verantwoordelijk is voor de ontbrekende fotonen.
Dat laatste lijkt nogal een long shot, maar het geeft wel aan hoezeer de astronomen met de handen in het haar zitten. “Op zijn minst één van de dingen die we dachten te weten over het huidige heelal klopt niet”, zoals een van de auteurs het omschrijft. Welk stukje astronomie dan precies op de schop moet, zal uit toekomstig onderzoek moeten blijken.
Bronnen: The Astrophysical Journal Letters, ArXiv.org, Carnegie Institution for Science