De James Webb-ruimtetelescoop heeft de meest gedetailleerde kaart van donkere materie ooit gemaakt, waardoor astronomen een duidelijker beeld krijgen van hoe deze onzichtbare substantie de kosmos vormt. De nieuwe kaart, gemaakt als onderdeel van het COSMOS-Web-onderzoek, biedt tweemaal de resolutie van eerdere onderzoeken en strekt zich uit tot eerdere tijdperken van kosmische evolutie. Deze doorbraak is belangrijk omdat donkere materie, ondanks dat ze 85% van de materie van het heelal uitmaakt, met conventionele middelen niet detecteerbaar blijft, en de zichtbare materie alleen via de zwaartekracht beïnvloedt.
Het onzichtbare in kaart brengen: hoe Webb dit heeft bereikt
Wetenschappers hebben de ultrascherpe beeldvorming van Webb gebruikt om vervormingen in de vormen van ongeveer 250.000 verre sterrenstelsels te meten. Deze vervormingen ontstaan doordat tussenliggende massa – zowel donkere als gewone – het pad van het licht verbuigt. Door deze vervormingen te analyseren, hebben onderzoekers de meest gedetailleerde massakaart tot nu toe voor een aaneengesloten gebied van het heelal gereconstrueerd.
Eerdere kaarten van donkere materie, die vertrouwden op instrumenten als de Hubble-ruimtetelescoop, werden beperkt door onvoldoende resolutie, gevoeligheid of oppervlakte. Webb overwint deze beperkingen en onthult structuren die voorheen te zwak of te ver weg waren om waar te nemen.
Wat de kaart laat zien: filamenten en clusters
De kaart onthult niet alleen enorme clusters van sterrenstelsels, maar ook de ingewikkelde netwerken van filamenten van donkere materie die ze met elkaar verbinden. Deze filamenten fungeren als steigers waarop sterrenstelsels worden gevormd, in overeenstemming met het heersende kosmologische model. Dit is cruciaal omdat het de theoretische voorspelling bevestigt dat sterrenstelsels ontstaan op dichte knooppunten binnen deze donkere materiestructuren.
“Eerder keken we naar een wazig beeld van donkere materie”, zegt Dr. Diana Scognamiglio van NASA’s Jet Propulsion Laboratory. “Nu zien we de onzichtbare steigers van het heelal in verbluffende details.”
De betekenis van donkere materie: sterrenstelsels bij elkaar houden
De implicaties van deze kaart reiken verder dan alleen visualisatie. De verdeling van donkere materie heeft een directe invloed op de vorming en stabiliteit van sterrenstelsels. Zonder donkere materie zou de Melkweg zelf waarschijnlijk uit elkaar draaien als gevolg van onvoldoende zwaartekrachtcohesie. Deze kaart onderstreept dat donkere materie niet slechts een theoretisch construct is, maar een fundamentele kracht die het heelal zoals wij dat kennen vormgeeft.
Zoals Dr. Gavin Leroy van de Universiteit van Durham het verwoordde: “Door donkere materie met ongekende precisie te onthullen, laat onze kaart zien hoe een onzichtbare component van het heelal de zichtbare materie zodanig heeft gestructureerd dat het de opkomst van sterrenstelsels, sterren en uiteindelijk het leven zelf mogelijk maakt.”
De bevindingen, gepubliceerd in Nature Astronomy, vertegenwoordigen een grote stap voorwaarts in het begrijpen van de onzichtbare architectuur van het heelal. De kaart levert kritisch bewijs van de rol van donkere materie bij het organiseren van kosmische structuren, waardoor zijn plaats als ware architect van de kosmos wordt versterkt.
