Vreemde gammastraling kan bewijs zijn voor donkere materie

In dit artikel:

Astronomen hebben in 15,5 jaar aan gegevens van de Fermi-ruimtetelescoop een ongebruikelijke, scherpe piek in de gammastraling van de sterrenstelselclusters Virgo, Fornax en Ophiuchus gevonden. Deze clusters bevatten vermoedelijk grote halo’s van donkere materie. De gemeten straling heeft een specifieke frequentie die overeenkomt met voorspellingen voor het proces waarbij donkere materiedeeltjes elkaar vernietigen en daarbij nieuwe deeltjes of gammastraling produceren.

De vondst kan daardoor een van de meest directe aanwijzingen voor donkere materie ooit zijn. Volgens berekeningen is de kans dat het signaal door toevallige kosmische ruis is ontstaan kleiner dan 1 op 10.000. Toch stellen de onderzoekers geen definitieve ontdekking vast. Gammastraling is zeer zwak en kan worden veroorzaakt door meetfouten van de telescoop. Ook een eerder veelbelovend signaal uit 2012 bleek mogelijk met apparatuurproblemen samen te hangen.

Daarnaast ontbreekt de piek in het centrum van de Melkweg, waar eveneens veel donkere materie aanwezig zou moeten zijn. Dat maakt de interpretatie extra moeilijk. Het signaal kan wijzen op onbekende eigenschappen van donkere materie, maar ook afkomstig zijn van een ander zeldzaam verschijnsel, zoals energierijke deeltjeswinden van gemagnetiseerde neutronensterren. Onafhankelijke astronomen noemen de resultaten daarom intrigerend, maar waarschuwen voor een te snelle conclusie.

Toekomstige waarnemingen moeten uitwijzen of de straling echt is en waar ze vandaan komt. Naar verwachting heeft Fermi tegen 2040 twee keer zoveel gegevens verzameld. Als het signaal wordt bevestigd, kan dat inzicht geven in de massa van donkere materiedeeltjes en aanleiding zijn om bestaande theorieën over elementaire deeltjes en donkere materie ingrijpend te herzien.