Schijf van donkere materie in onze melkweg

Onderzoekers met nieuwe bevindingen over de Melkweg

Schijf met donkere materie (rode contouren) © J. Read / O. Agertz
voorlezen

Zwitserse onderzoekers voorspellen het bestaan ​​van een schijf donkere materie in onze Melkweg, de Melkweg. Zoals de astronomen in het tijdschrift "Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society" rapporteren, zou dit het voor het eerst mogelijk kunnen maken om donkere materie te detecteren en de aard ervan te verduidelijken.

Anders dan de bekende 'gewone' materie waarvan gas en sterren worden gemaakt, is donkere materie onzichtbaar. Hun aanwezigheid kan alleen worden bewezen door hun zwaartekracht op het milieu. Natuurkundigen geloven dat het 22 procent van de materie van het universum uitmaakt, vergeleken met 4 procent van de gewone materie en 74 procent van de zogenaamde donkere energie.

Ondanks hun alomtegenwoordige invloed weet niemand uit welke donkere materie precies bestaat. Tot nu toe is gedacht dat donkere materie ongeveer bolvormige knobbels vormt, halo's genoemd, waarvan er een ons melkwegstelsel omringt. Deze standaardtheorie is gebaseerd op supercomputersimulaties die alleen de zwaartekrachtseffecten van donkere materie modelleren.

Een schijf van sterren en gas

Daarentegen hebben de astronomen Justin Read, professor George Lake, Oscar Agertz, allemaal van de Universiteit van Zürich, en Victor Debattista van de Universiteit van Central Lancashire ook in hun onderzoek de effecten van de zwaartekracht van de sterren en het gas die ook onze Melkweg bevolken, overwogen,

Er wordt aangenomen dat sterren en gas in een vroeg stadium een ​​schijf vormen, die vervolgens de vorming van kleinere halo's donkere materie beïnvloedt. De bevindingen van het onderzoeksteam suggereren dat de meeste klontjes donkere materie in onze omgeving opgaan in de halo rond onze Melkweg. De grootste van hen worden bij voorkeur aangetrokken door de galactische schijf en uit elkaar getrokken waar ze een schijf van donkere materie in onze melkweg vormen. tonen

Zoals in een auto op de snelweg

"De donkere schijf is ongeveer de helft van de dichtheid van de donkere halo. Daarom is het nog niet ontdekt ", zegt Read. "Ondanks de lage dichtheid heeft ze dat echter wel

vanwege hun eigen rotatie, dramatische effecten op de detectie van donkere materie hier op aarde. "

De aarde en de zon bewegen ongeveer 220 kilometer per uur in een bijna cirkelvormige baan rond het centrum van onze melkweg. Omdat de donkere halo niet roteert, is het alsof we een wind van donkere materie met hoge snelheid naar ons toe voelen vliegen. De wind van de donkere schijf is daarentegen veel lager, omdat de schijf bijna samen met de aarde roteert.

"Het is alsof je in een auto op de snelweg bent", zegt Debattista. "Het voelt alsof alle andere auto's rusten omdat ze met dezelfde snelheid rijden."

Ontdekking van de donkere materie komt dichterbij

Deze overvloed aan langzame, donkere materiedeeltjes zou een zegen voor de onderzoekers kunnen zijn, omdat het een veel grotere resonantie veroorzaakt in detectoren voor donkere materie. "De detectoren van vandaag kunnen deze langzame deeltjes niet onderscheiden van de achtergrondruis", legt professor Laura Baudis van de Universiteit van Zürich uit. Ze is een vooraanstaand onderzoeker van het XENON-detectie-experiment in het ondergrondse Gran Sasso-laboratorium in Italië, dat donkere materie wil detecteren.

Anderzijds is de XENON100-detector die we momenteel gebruiken veel gevoeliger. Hij zal in staat zijn om de meest voorkomende kandidaat-deeltjes voor donkere materie te detecteren, als ze bestaan. "Deze nieuwe bevindingen weerspiegelen de opwindende verwachting dat de donkere schijf Entdeckt kan in de nabije toekomst worden ontdekt.

(Universiteit van Zürich, 16.09.2008 - DLO)