Deel donkere materie in heelal waargenomen

Een deel van de zogeheten donkere materie in het heelal is waargenomen door Nederlandse en Duitse astronomen (Astronomy & Astrophysics, mei).

Deze materie bestaat uit een heel ijl gas dat zich tussen twee grote clusters (opeenhopingen) van sterrenstelsels bevindt. Het gas is in zichtbaar licht niet te zien, maar verraadt zijn aanwezigheid doordat het als gevolg van zijn zeer hoge temperatuur röntgenstraling uitzendt. Deze straling is nu waargenomen met XMM Newton, een Europese röntgensatelliet die al meer dan acht jaar lang in een langgerekte baan om de aarde draait.

Astronomen kunnen delen van het heelal ‘wegen’ door de massa van alles wat zij daarin zien – gaswolken, sterren, sterrenstelsels, clusters – bij elkaar op te tellen. Als men dat doet, blijkt er echter altijd nog flink wat massa zoek te zijn. Het totaal van alle zichtbare materie is ongeveer half zo groot als wat wordt voorspeld door theorieën over het ontstaan van de sterrenstelsels in het heelal. Volgens deze theorieën zou de ontbrekende materie zich deels kunnen bevinden in de draad- of filamentachtige structuren die de clusters van sterrenstelsels met elkaar zouden moeten verbinden.

Deze filamenten zouden volgens de modellen bestaan uit heel ijl gas met temperaturen tussen de 0,1 en 10 miljoen graden. Dit gas zendt weliswaar röntgenstraling uit, maar die is heel zwak als een filament van opzij wordt waargenomen. Jelle Kaastra, van het Nederlands ruimteonderzoeksinstituut SRON, suggereerde daarom om te kijken naar Abell 222 en 223, twee clusters op een afstand van 2,3 miljard lichtjaar. Vanaf de aarde gezien staan zij bijna op één lijn achter elkaar, zodat het filament dat hen zou verbinden vrijwel in de lengterichting wordt gezien en een veel grotere röntgenhelderheid oplevert dan bij andere ruimtelijke oriëntaties.

Kaastra en zijn collega’s hielden XMM Newton in totaal veertig uur lang op de dubbele cluster gericht. Na het bewerken van de waarnemingen en het verwijderen van de achtergrondstraling was het voorspelde filament tussen de twee clusters duidelijk te zien. Het is ongeveer 4 miljoen lichtjaar dik en 50 miljoen lichtjaar lang en zeer waarschijnlijk het heetste en dichtste deel van een veel uitgebreider filament dat de clusters verbindt. Het waarnemen van de veel koelere en ijlere rest zal nog veel moeilijker zijn. De speurtocht naar de ware aard van de donkere materie in het heelal is voorlopig nog niet beëindigd. George Beekman