Onzichtbare donkere materie is ongeveer vijf keer meer aanwezig in het universum dan ‘gewone’ materie – gemaakt van atomen. De aanwezigheid van donkere materie in melkwegstelsels werd aangetoond in de jaren ’70. Dit gebeurde met verschillende onafhankelijke methoden, onder meer door het meten van de draaisnelheid van gas en sterren om het gaststerrenstelsel te ‘wegen’ en zijn totale massa te bepalen.

Deze methode kan ook op ons eigen melkwegstelsel worden toegepast. Zo is de aanwezigheid van donkere materie in de buitenste delen van het Melkwegstelsel al vastgesteld. Historisch gezien bleek het echter zeer moeilijk om de aanwezigheid van donkere materie in de binnenste delen, waar ons zonnestelsel zich bevindt, vast te stellen omdat het lastig is om de draaiing van gas en sterren met precisie te meten.

Vergelijking draaisnelheid

Gianfranco Bertone maakte, met co-auteurs Fabio Iocco (ICTP-South American Institute for Fundamental Physics) en Miguel Pato (Universiteit van Stockholm), de meest complete verzameling van gepubliceerde metingen van bewegingen van gas en sterren in de Melkweg. Ze deden eerst metingen naar de draaisnelheid van de Melkweg. Ze vergeleken de resultaten daarvan met de geschatte snelheid als er - hypothetisch gezien - alleen zichtbare materie in het Melkweg zou bestaan. Het onderzoeksteam kon vervolgens niet anders concluderen dan dat de gemeten draaisnelheid alleen kan worden verklaard door de aanwezigheid van grote gedeeltes donkere materie om ons heen, en tussen ons en het centrum van het Sterrenstelsel.

Gianfranco Bertone, eveneens woordvoerder van het UvA-Onderzoekszwaartepunt GRAPPA: ‘We verwachten dat onze resultaten zullen leiden tot verdere ontwikkelingen binnen de astrodeeltjesfysica en kosmologie. Met astronomische observaties die in de nabije toekomst verwacht worden, maakt onze methode de meting van de distributie van donkere materie in ons Melkwegstelsel met ongekende precisie mogelijk. Dit zorgt voor een beter begrip van de structuur en evolutie van ons Melkwegstelsel. Ons onderzoek vormt daarom een fundamentele stap voorwaarts in de zoektocht naar de aard van donkere materie.'

Publicatiegegevens

Fabio Iocco, Miguel Pato en Gianfranco Bertone: ‘Evidence for dark matter in the inner Milky Way.’ Nature Physics (online publicatie 9 februari). DOI: 10.1038/NPHYS3237