Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Wetenschappers hebben eindelijk de locatie ontdekt van materie in het universum waarvan ze al jarenlang wisten dat die bestond, maar die ze niet konden vinden.
Decennia geleden schatten astronomen dat het universum voor zo’n 5 procent uit ‘normale’ materie bestaat. De rest zou zijn opgebouwd uit mysterieuze donkere materie (27 procent) en donkere energie (68 procent). Hoewel ze vrij zeker waren over deze verdeling, had de theorie wel een probleem: ze wisten niet waar het grootste deel van de ‘normale’ materie was.
Amerikaanse astronomen schrijven nu in het vakblad Nature Astronomy dat ze die eindelijk hebben gevonden. Volgens hen is ruim driekwart van deze materie verstopt in hete gaswolken tussen sterrenstelsels.
Lees ook:
- Mysterie van het Wow!-signaal eindelijk opgelost? (Spoiler: het zijn geen aliens)
- Mysterie van de dubbele maankrater opgelost
Verstopte materie
‘Normale’ materie bestaat uit baryonen: een groep subatomaire deeltjes waartoe onder andere protonen en neutronen behoren. Alle zichtbare materie is opgebouwd uit deze deeltjes – denk bijvoorbeeld aan planeten, sterren of mensen.
Astronomen hebben een vrij goed idee van hoeveel baryonische materie is gevormd tijdens de oerknal. Ze hebben daar een klein deel van teruggevonden in sterrenstelsels en vermoeden dat de rest zich ergens verstopt in gasvorm tussen de sterrenstelsels. Maar die gassen zijn erg moeilijk te zien met telescopen en daardoor hadden astronomen dat nog nooit kunnen aantonen.
Probleem opgelost
Dat is nu wel gelukt. De onderzoekers keken daarvoor naar snelle en felle radiosignalen uit verre sterrenstelsels, zogenoemde Fast Radio Bursts (FRB). De snelheid van deze radiosignalen neemt af als ze door gaswolken reizen. Door deze snelheidsafname te meten, kon het team achterhalen door hoeveel gas FRB’s hadden gereisd en daarmee dus hoeveel materie er tussen de sterrenstelsels zit.
Ze keken in totaal naar zestig FRB’s die afkomstig waren uit sterrenstelsels die tussen de 11,74 miljoen en 9,1 miljard lichtjaar van de aarde zijn verwijderd. Die laatste is de verste FRB die wetenschappers ooit hebben gezien.
Uit hun metingen en berekeningen concluderen de onderzoekers dat 76 procent van alle baryonische materie zich inderdaad bevindt in hete gaswolken tussen sterrenstelsels. Nog eens 15 procent zit in koude gaswolken rondom sterrenstelsels en slechts 9 procent is verantwoordelijk voor alle planeten en sterren. Dit komt overeen met kosmologische computersimulaties, maar dit is de eerste keer dat er direct bewijs voor is gevonden.
“Het decennia-oude ‘missende baryonen probleem’ ging nooit over of de materie bestond”, zegt hoofdonderzoeker Liam Connor in een persbericht. “De vraag was altijd: Waar is het?” Astronoom Nicolás Tejos, niet betrokken bij het onderzoek, is enthousiast over de studie. Aan de nieuwsredactie van Science vertelt hij: “Ik zou zeggen dat het ‘missende baryonen probleem’ hiermee in essentie is opgelost.”
Migrerende materie
De ontdekking zegt ook wat over de beweging van materie in het universum. “Baryonen worden door de zwaartekracht sterrenstelsels ingetrokken. Maar superzware zwarte gaten en exploderende sterren kunnen ze weer naar buiten blazen, zoals een kosmische thermostaat die dingen afkoelt als de temperatuur te hoog wordt”, zegt Connor. “Onze resultaten laten zien dat deze terugkoppeling erg efficiënt is en dat gas uit sterrenstelsels het intergalactische medium (de ruimte tussen de sterrenstelsels, red.) in wordt geblazen.”
Het observeren van FRB’s werd pas recentelijk mogelijk dankzij de bouw van krachtigere telescopen en biedt veel nieuwe kansen. “Door te kijken naar FRB’s beginnen we de structuur en samenstelling van het heelal in een heel nieuw licht te zien”, zegt mede-onderzoeker Vikram Ravi. “Deze korte flitsen stellen ons in staat om anders onzichtbare materie te traceren die de enorme ruimte tussen sterrenstelsels vult.” Met nog krachtigere telescopen die in aanbouw zijn, hopen astronomen binnenkort nog meer FRBs te spotten en daarmee andere kosmische raadsels op te lossen.
Bronnen: Nature Astronomy, CfA, Science, Gizmodo