26 november 2025 07:00
Simulatie van de verdeling van donkere materie in het heelal. Beeld: Volker Springel/Max Planck Institute For Astrophysics/CC BY-SA 4.0.
Een Japanse wetenschapper claimt dat hij voor het eerst donkere materie heeft gedetecteerd. Maar niet iedereen is daarvan overtuigd.
Al eeuwenlang bekijken astronomen de kosmos en bestuderen ze onder andere planeten, sterren, sterrenstelsels en gaswolken. Maar het heelal bestaat slechts voor 5 procent uit deze objecten. De rest is donkere materie (27 procent) en donkere energie (68 procent).
Deze componenten zijn enorm mysterieus. Ze zenden zelf geen licht uit, en absorberen ook geen licht. Ze zijn daarom niet te zien. Astronomen weten alleen dat ze bestaan doordat hun zwaartekracht en energie invloed hebben op licht en zichtbare materie.
Maar de Japanse astronoom Tomonori Totani claimt nu voor het eerst toch donkere materie te hebben gedetecteerd. Hij schrijft erover in het vakblad Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Lees ook:
Niemand weet wat donkere materie precies is, maar er bestaan genoeg theorieën. Eén daarvan stelt dat de materie is opgebouwd uit weakly interacting massive particles (WIMP’s). Deze hypothetische deeltjes zouden zwaarder zijn dan protonen en amper interacties aangaan met andere materie.
Als twee WIMP’s botsen, zouden ze elkaar waarschijnlijk vernietigen, een proces dat annihilatie heet. Daarbij zouden volgens voorspellingen andere deeltjes vrijkomen, waaronder fotonen van gammastraling.
Wetenschappers zoeken daarom al jaren naar dit soort straling in gebieden waar veel donkere materie moet zijn, bijvoorbeeld in het centrum van het Melkwegstelsel. In nieuwe data van de Fermi Gamma-ray Space Telescope denkt Totani nu eindelijk gammastraling te hebben ontdekt die afkomstig zou kunnen zijn van de annihilatie van WIMP’s.
De straling in het centrum van de Melkweg had een halo-achtige vorm, wat volgens voorspellingen overeenkomt met de vorm van de donkere materie in die regio. De energie komt volgens Totani ook overeen met de energie die bij annihilatie zou vrijkomen.
De astronoom schrijft bovendien dat de metingen niet makkelijk te verklaren zijn met andere astronomische verschijnselen. Daarom zijn deze gegevens volgens hem een sterke indicatie dat de gammastraling afkomstig is van donkere materie.
“Als dit klopt, zou dit voor zover ik weet de eerste keer zijn dat de mensheid donkere materie heeft ‘gezien’. En dat zou betekenen dat donkere materie een nieuw deeltje is dat niet is opgenomen in het huidige standaardmodel van de deeltjesfysica. Dit zou een belangrijke ontwikkeling zijn voor de astronomie en de natuurkunde”, zegt Totani in een persbericht. Maar hij geeft toe dat verdere onderzoeken nodig zijn om dit te bevestigen.
Gianfranco Bertone, astrofysicus aan de Universiteit van Amsterdam, is het niet eens met de conclusie. “Totani heeft een ‘overschot’ gevonden in de gammastralingsdata van het binnenste deel van de Melkweg. Dit betekent dat de hoeveelheid straling daar hoger is dan wat sommige astrofysische modellen voorspellen.” De Japanse astronoom interpreteert dat als bewijs dat het overschot wordt veroorzaakt door donkere materie. “Maar zulke modellen zijn erg onzeker en notoir moeilijk te karakteriseren”, zegt Bertone tegen KIJK. “Het vinden van een afwijking bewijst dus niet per se iets.”
Als je het overschot toch zou interpreteren als het gevolg van annihilatie van donkere materie, zou er een soortgelijk signaal moeten komen van nabije dwergsterrenstelsels, zegt Bertone. “Daar moet donkere materie namelijk in overvloed aanwezig zijn. Bovendien is de gammastraling daar makkelijker te detecteren, doordat er minder andere straling is. Maar zo’n signaal is nog nooit gevonden.”
Volgens Bertone hebben uitzonderlijke claims, zoals het ‘zien’ van donkere materie, ook uitzonderlijk bewijs nodig. “In dit geval zou ik eerder spreken van een intrigerend resultaat dan van een ontdekking.”
Bronnen: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, University of Tokyo via EurekAlert!
Duik in de wereld van wetenschap, technologie en ruimtevaart met KIJK! Ontdek de meest fascinerende achtergronden, baanbrekende ontwikkelingen en de spannendste verhalen uit de ruimte.
Wil jij niets missen én profiteren van een scherpe aanbieding? Word nu lid van KIJK en lees meer voor minder!
