Euclid

Donkere materie

De snelheid waarmee sterrenstelsels ronddraaien stellen astronomen sinds de jaren ’70 voor een raadsel. Ons zonnestelsel houdt zich netjes aan de wetten van natuurkunde; de buitenste planeten draaien langzamer dan de binnenste. Verder weg van de Zon is er namelijk minder zwaartekracht en dus zou bijvoorbeeld Neptunus uit de bocht vliegen als hij net zo snel zou bewegen als Venus. Bij sterrenstelsels zien we dat de buitenste sterren ongeveer net zo snel bewegen als sterren dichterbij het centrum. Dit kunnen astronomen alleen verklaren als er tussen de sterren een onzichtbare bron is die extra gewicht in de schaal legt. Ze noemen dit donkere materie.

Later bleek dat er ook tussen de sterrenstelsels extra bronnen van zwaartekracht zitten. Clusters van sterrenstelsels bevatten heet gas waarvoor de zichtbare sterren niet genoeg massa hebben om het bij zich te houden. En de structuur van het heelal op grote schaal heeft een webstructuur met lichtgevende filamenten van aaneengeregen sterrenstelsels. Computersimulaties kunnen deze structuur niet namaken zonder donkere materie. Donkere materie zou een soort skelet moeten vormen met geulen waar de gewone materie invalt.

Euclid onderzoekt de aanwezigheid van donkere materie door te kijken naar subtiele vervormingen van sterrenstelsels. Als er op enige plek in de kijkrichting (donkere) materie zit, zal die het licht van een sterrenstelsel afbuigen en daarmee zijn afbeelding vervormen. Als vele sterrenstelsels een vervorming vertonen richting een specifieke plek, duidt dat op een klont donkere materie. Met een database van miljarden sterrenstelsels kan Euclid zo het skelet van donkere materie ontrafelen. De scherpte of juist wazigheid van het skelet zegt mogelijk iets over de oorsprong van donkere materie. Afwijkingen in het skelet ten opzichte van wat het standaardmodel voorspelt zouden wijzen op onjuistheden in dat model.