Een internationaal team sterrenkundigen, onder leiding van Nederland, heeft een van de scherpste foto’s ooit van een zwaartekrachtlens gemaakt. Dit gebeurde met behulp van een wereldwijd netwerk van radiotelescopen, waaronder die in Westerbork.
Op de radiofoto is een zogenoemde radioboog te zien, die wordt veroorzaakt door donkere materie. Onderzoekers proberen te achterhalen hoeveel donkere materie er aanwezig is in sterrenstelsels. Geen gemakkelijke opgave, aangezien donkere materie niet zichtbaar is en daardoor indirect waargenomen moet worden.
Volgens de huidige theorieën is er vier keer zoveel donkere materie in het heelal aanwezig als normale materie. Een reden hiervoor is dat veel sterrenstelsels dusdanig snel roteren dat zij uit elkaar zouden vliegen als er geen extra massa aanwezig zou zijn in deze sterrenstelsels om ze bij elkaar te houden. Deze extra massa is afkomstig van donkere materie. Diezelfde massa veroorzaakt ook een verbuiging van het licht dat wordt uitgezonden door objecten die zich achter de donkere materie bevinden en dat manifesteert zich in een boog zoals die op bovenstaande foto te zien is.
De donkere materie die er volgens de theorieën wel moet zijn, is misschien verstopt in dwergsterrenstelsels, stelt Cristiana Spingola van de Rijksuniversiteit Groningen. Zij is de eerste auteur van het artikel dat de onderzoekers vandaag publiceren in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ‘Volgens berekeningen zouden duizenden dwergsterrenstelsels rondom een sterrenstelsel zoals onze Melkweg moeten cirkelen. Maar tot op heden zijn er slechts ongeveer honderd gevonden. Donkere materie is namelijk onzichtbaar, wat kan verklaren dat de dwergsterrenstelsels moeilijk te vinden zijn.’
De wetenschappers bestudeerden voor dit onderzoek een groep sterrenstelsels 3,9 miljard lichtjaren van de aarde verwijderd. Deze sterrenstelsels werkten als een vergrootglas voor een radiobron nog verder van de aarde verwijderd: een zwart gat dat een straal van materiaal uitspuwt op een afstand van 11,7 miljard lichtjaar. Hoe dit in zijn werk gaat, wordt duidelijk in onderstaande animatie:
Uit de gemaakte foto konden de onderzoekers onder meer afleiden dat de donkere materie klonterig en ongelijk verdeeld is in de groep sterrenstelsels. Spingola: ‘Dat kan betekenen dat er zich onzichtbare dwergsterrenstelsels in dat gebied bevinden, of een andere onbekende structuur van donkere materie, maar we weten het niet zeker.’
Geavanceerde numerieke algoritmen moeten de onderzoekers nu helpen om de aard van de waargenomen donkere materie te kwantificeren. Maar de wetenschappers zoeken ook naar meer radiobogen zoals deze.