Een door Yale geleid team heeft een van de kaarten met de hoogste resolutie van donkere materie ooit gemaakt, biedt een gedetailleerd bewijs voor het bestaan ​​van koude donkere materie - trage deeltjes die het grootste deel van de materie in het universum uitmaken.

De kaart van de donkere materie is afgeleid van Hubble Space Telescope Frontier Fields-gegevens van een drietal clusters van sterrenstelsels die fungeren als kosmische vergrootglazen om in oudere, verder weg gelegen delen van het heelal, een fenomeen dat bekend staat als zwaartekrachtlensvorming.

Yale-astrofysicus Priyamvada Natarajan leidde een internationaal team van onderzoekers dat de Hubble-beelden analyseerde. "Met de gegevens van deze drie lensclusters hebben we met succes de granulariteit van donkere materie in de clusters tot in detail in kaart gebracht, "Zei Natarajan. "We hebben alle klonten donkere materie in kaart gebracht die we met de gegevens kunnen detecteren, en hebben tot nu toe de meest gedetailleerde topologische kaart van het donkere-materielandschap geproduceerd."

Wetenschappers geloven dat donkere materie - getheoretiseerd, onzichtbare deeltjes die geen licht reflecteren of absorberen, maar in staat zijn om zwaartekracht uit te oefenen - kan 80% van de materie in het universum uitmaken. Donkere materie zou de aard kunnen verklaren van hoe sterrenstelsels ontstaan ​​en hoe het heelal is gestructureerd. Experimenten aan Yale en elders proberen het donkere-materiedeeltje te identificeren; de leidende kandidaten zijn onder meer axions en neutralinos.

"Hoewel we nu een nauwkeurige kosmische inventaris hebben van de hoeveelheid donkere materie en hoe deze in het universum is verdeeld, het deeltje zelf blijft ongrijpbaar, ' zei Natarajan.

Men denkt dat donkere materiedeeltjes de onzichtbare massa leveren die verantwoordelijk is voor zwaartekrachtlensvorming, door licht van verre sterrenstelsels te buigen. Deze lichtbuiging veroorzaakt systematische vervormingen in de vorm van sterrenstelsels die door de lens worden bekeken. De groep van Natarajan heeft de vervormingen gedecodeerd om de nieuwe kaart van donkere materie te maken.

aanzienlijk, de kaart komt nauw overeen met computersimulaties van donkere materie die theoretisch zijn voorspeld door het koude donkere materie-model; koude donkere materie beweegt langzaam vergeleken met de snelheid van het licht, terwijl hete donkere materie sneller beweegt. Deze overeenkomst met het standaardmodel is opmerkelijk aangezien al het bewijs voor donkere materie tot dusver indirect is, aldus de onderzoekers.

De simulaties met hoge resolutie die in het onderzoek zijn gebruikt, bekend als de Illustris-suite, structuurvorming in het universum nabootsen in de context van de huidige geaccepteerde theorie. Een studie met details over de bevindingen verscheen op 28 februari in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .