Brug donkere materie toont skelet heelal

Voor het eerst is een ‘vingerafdruk’ gevonden van het skelet van donkere materie in het heelal. Twee grote groepen sterrenstelsels blijken te worden verbonden door een brug van donkere materie (Nature online, 4 juli).

Donkere materie zendt geen straling uit en verraadt zich via zijn zwaartekracht. Volgens de theorie is de materie in het heelal geconcentreerd in een web van filamentachtige structuren waarvan het grootste deel donker is, maar een directe waarneming van dit onderliggende kosmische web ontbrak tot nu toe.

Jörg Dietrich (Universitäts-Sternwarte München) en collega’s bestudeerden een zogeheten supercluster, een opeenhoping van duizenden sterrenstelsels in een relatief klein gebied in het heelal. Deze supercluster staat op een afstand van bijna drie miljard lichtjaar en bestaat uit twee deelclusters, Abell 222 en 223, die op 60 miljoen lichtjaar van elkaar staan. Van zulke clusters is bekend dat ze veel donkere materie bevatten.

Opnamen gemaakt met de Subaru-telescoop op Hawaii vertonen duizenden sterrenstelsels die niet tot Abell 222 en 223 behoren, maar veel verder weg staan. Een nauwkeurige opmeting van de vorm van die achtergrondstelsels laat zien dat ze gemiddeld genomen een beetje zijn uitgerekt. Dat komt doordat het licht van verre objecten door het zwaartekrachtsveld van vóórliggende materie wordt afgebogen. De grootte van deze afbuiging hangt af van de massa van die materie. Dit effect is alleen meetbaar bij een statistische analyse van grote aantallen stelsels.

Uit de schijnbare vervorming van al deze achtergrondstelsels hebben Dietrich en collega’s de verdeling van de massa in het gebied van de twee clusters afgeleid. En daaruit blijkt dat zich tussen de twee clusters veel meer materie moet bevinden dan er in de vorm van zichtbare materie wordt waargenomen. Die materie zou dus een filament van donkere materie kunnen zijn, een stukje van het kosmische web. De astronomen schatten dat de massa van dit filament vergelijkbaar is met die van de clusters. Dat komt overeen met de veronderstelling dat meer dan de helft van alle materie in het heelal donker is.

George Beekman