Een team van astronomen bestudeerde twee nabije bolvormige sterrenhopen, 47 Tucanae en Omega Centauri, op zoek naar signalen die worden geproduceerd door het vernietigen van donkere materie. Hoewel de zoekopdrachten leeg opleverden, waren ze geen mislukking. Het ontbreken van een detectie plaatste strikte bovengrenzen voor de massa van het hypothetische donkere materiedeeltje.

Een licht schijnen op donkere materie

Donkere materie maakt ongeveer 80% uit van alle massa in het universum, hoewel het volledig onzichtbaar is. Het heeft gewoon geen interactie met de elektromagnetische kracht, en dus gloeit of reflecteert of absorbeert het niet of wat dan ook. Tot nu toe is het enige bewijs dat we hebben voor het bestaan ​​ervan de zwaartekrachteffecten op de rest van het universum. Hierdoor weten astronomen niet precies wat donkere materie is, hoewel veel natuurkundigen denken dat het een nieuw soort deeltje is, dat voorheen onbekend was in het standaardmodel van de deeltjesfysica.

Een mogelijkheid is dat donkere materie is gemaakt van een ultralicht deeltje, zoals een axion. En hoewel deze deeltjes geen interactie zouden hebben met normale materie, zouden ze zeer zelden met zichzelf kunnen interageren, met elkaar in botsing komen en vernietigen. Als de energie van de botsing hoog genoeg is, kan dit resulteren in de productie van gammastraling, die zich vervolgens splitst om een ​​elektron en positron te worden.

Die elektronen en positronen kunnen aan elkaar lijmen om gebonden toestanden te vormen, positronium genaamd. De positroniumatomen zijn echter niet stabiel, en ze vervallen uiteindelijk, waardoor een flits van radiostraling achterblijft.

Dus ook al interageert donkere materie niet rechtstreeks met elektromagnetisme, toch bestaat de mogelijkheid dat we de radio-emissie zien van de botsing en het verval van donkere materiedeeltjes.

Kijk naar de bolvormige sterrenhopen

Om dit te laten werken heb je veel donkere materie nodig. Als de donkere materiedeeltjes gemakkelijk genoeg zouden botsen, hadden we het al gezien. De botsingen moeten dus zeldzaam zijn. De dichtheid van donkere materie in onze galactische omgeving is veel te laag om detecteerbare emissie te maken, maar de dichte kernen van sterrenstelsels bieden mogelijk betere toegang.

De natuurlijke plek om te kijken is onze galactische kern, maar die plek wordt overspoeld met allerlei soorten radiostraling, dus het is moeilijk te zeggen of een bepaald signaal afkomstig is van het vernietigen van donkere materie of iets meer alledaags. Daarom keek een team van astronomen naar twee nabije bolvormige sterrenhopen, zoals gerapporteerd in een artikel dat onlangs is verschenen in het preprint-tijdschrift arXiv.

De twee clusters, 47 Tucanae en Omega Centauri, bevinden zich op slechts een paar duizend lichtjaar afstand, waardoor ze relatief gemakkelijk te observeren zijn. En astronomen geloven dat ze de overblijfselen zijn van dwergsterrenstelsels, waarvan het grootste deel van hun sterren is weggenomen door interacties met de Melkweg.

Dit maakt de clusters tot ideale laboratoria, omdat het in wezen ballen zijn van dichte donkere materie met zeer weinig verontreiniging. Het team van astronomen ging op zoek naar het unieke radiosignaal van rottend positronium met behulp van het Parkes-observatorium in Australië.

Ze hebben niets gevonden, wat niet per se een slechte zaak is. Op basis van hun waarnemingen waren ze in staat om de beste bovengrenzen tot nu toe te plaatsen op de massa en doorsnede (een maat voor hoe vaak de deeltjes op elkaar inwerken) van deze lichte donkere materie-modellen. Natuurlijk zou het geweldig zijn geweest om een ​​bevestigd signaal te zien en dit mysterie van de donkere materie eindelijk te laten rusten, maar nieuwe kennis in welke richting dan ook is altijd welkom en altijd nuttig. + Verder verkennen

Nieuwe theorie suggereert dat botsing van dwergstelsels donkere materievrije sterrenstelsels zou kunnen verklaren