Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie de Groningse astronome Amina Helmi, heeft de locatie in de Melkweg voorspeld, waar de kans het grootst is dat er donkere materie wordt gevonden. Op basis van simulaties, uitgevoerd met Europa’s grootste supercomputers, tonen zij aan dat niet de satellietstelsels van de Melkweg, maar het gebied rondom het centrum van de Melkweg de beste plek is om te speuren naar de zwakke gammastraling die de raadselachtige donkere materie uitzendt. Zij doen in een Nature-artikel dat vandaag verschijnt de aanbeveling dat NASA’s nieuwe gammatelescoop Fermi zich op dit gebied gaat richten.
Donkere materie is materie die wel zwaartekrachtinvloed uitoefent, maar tot op heden niet is waargenomen met telescopen. Kosmologen nemen aan dat zo’n 85% van alle massa in het heelal uit de mysterieuze donkere materie bestaat, geen gewone atomen en moleculen, maar onbekende elementaire deeltjes die wel massa hebben, maar geen straling produceren. Onder de juiste condities zouden deze deeltjes wel voldoende gammastraling kunnen uitzenden om door Fermi gezien te worden.
De donkere materie-halo rond een sterrenstelsel als onze Melkweg bevat meer dan een triljoen zonsmassa’s. De simulaties laten zien dat de enorme halo van de Melkweg is ontstaan uit een serie botsingen en versmeltingen van miljoenen veel kleinere brokken donkere materie die bij de Oerknal zijn gevormd. Sommige hebben het proces overleefd; de grootste herbergen de bekende satellietstelsels van de Melkweg, zoals de Grote en Kleine Magelhaense Wolk en het dwergstelsel Sagittarius.
Gammastraling wordt geproduceerd in gebieden met een hoge dichtheid van donkere materie. De straling komt vrij wanneer de deeltjes botsen en vernietigd worden. Veel kosmologen hebben beargumenteerd dat de satellietstelsels de ideale plek vormen voor Fermi om gammastraling te zoeken, vanwege de hoge dichtheid van donkere materie in hun centrum. De nieuwe simulaties tonen echter aan dat Fermi beter de Melkweg in zou kunnen kijken (vanaf de zon gezien), maar dan 10 tot 30 graden van het centrum vandaan. Daar, zo voorspellen de astronomen, is de kans het grootst dat een gevarieerd en karakteristiek patroon van gammastraling wordt ontdekt.
De simulaties zijn uitgevoerd met onder meer Stella/Bluegene, de LOFAR supercomputer bij de Rijksuniversieit Groningen.
Simulaties
Simulaties voorspellen vindplaats donkere materie
