Astronomen hebben mogelijk de ongrijpbare aanwezigheid van donkere materie ontdekt via een nooit eerder geziene gloed van hoogenergetische gammastraling in de halo rond onze Melkweg. Na vijftien jaar aan gegevens van de Fermi Gamma-Ray Ruimtetelescoop te hebben geanalyseerd, hebben onderzoekers een ongebruikelijke emissie geïdentificeerd die niet eenvoudig kan worden verklaard door conventionele bronnen. Als deze ontdekking wordt bevestigd, zou dit de eerste keer kunnen zijn dat de mensheid donkere materie rechtstreeks heeft ‘gezien’ – een stof die ongeveer 84% van de materie in het universum uitmaakt en toch fundamenteel onbekend blijft.
Het mysterie van donkere materie
Decennia lang weten wetenschappers dat zichtbare materie slechts ongeveer 16% van de massa van het universum uitmaakt. De overige 84% wordt toegeschreven aan donkere materie, die zich openbaart door zwaartekrachteffecten maar geen interactie heeft met licht. Eén leidende theorie suggereert dat donkere materie bestaat uit Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). Wanneer deze deeltjes botsen met hun antimaterie-tegenhangers, zouden ze moeten vernietigen, waarbij detecteerbare energie vrijkomt in de vorm van gammastraling.
Een zwakke halo-gloed
De nieuw waargenomen gloed verschijnt als een bolvormige halo van gammastraling met een piek van 20 miljard elektronvolt – een energieniveau dat consistent is met theoretische voorspellingen voor de vernietiging van WIMP. Het signaal is afkomstig van de galactische halo, het uitgestrekte gebied van gas en straling dat de Melkweg omhult. In tegenstelling tot het dichtbevolkte galactische centrum, dat gevuld is met bekende bronnen van gammastraling, zoals pulsars, biedt de halo een relatief schone omgeving voor het detecteren van zwakke signalen.
Waarom dit belangrijk is
Het detecteren van donkere materie is een enorme uitdaging. De interactie met gewone materie is zo zwak dat het onzichtbaar blijft voor directe detectie-experimenten. De galactische halo, die voorheen onderbelicht werd tijdens deze zoektocht, biedt een uniek voordeel: de relatieve helderheid ervan vermindert ruis en maakt nauwkeurigere metingen mogelijk. Door de nieuwe gammastralingskaart te vergelijken met bekende emissiebronnen, isoleerden onderzoekers een restsignaal dat nauw aansluit bij de verwachte vorm van een halo van donkere materie.
Volgende stappen en kanttekeningen
Hoewel veelbelovend, is deze ontdekking niet definitief. Het signaal is zwak en andere astrofysische processen kunnen mogelijk de vernietiging van donkere materie nabootsen. Onafhankelijke verificatie, aanvullende analyses en onderzoek in andere omgevingen, zoals dwergstelsels, zijn cruciaal om de bevinding te bevestigen. Indien gevalideerd zou dit niet alleen een doorbraak in de astronomie betekenen, maar ook herzieningen van het standaardmodel van de deeltjesfysica noodzakelijk maken, aangezien donkere materie een voorheen onbekend deeltje zou zijn.
Kortom: de waargenomen gammastraling in de halo van de Melkweg is een verleidelijke aanwijzing voor het bestaan van donkere materie. Verder onderzoek is nodig om dit signaal te bevestigen, maar het vertegenwoordigt een spannende stap in de richting van het oplossen van een van de meest duurzame mysteries van het universum.
