Naast donkere materie nu ook donkere sterren ontdekt?
Het universum is verbluffend mooi. Denk aan kleurrijke nevels, exploderende sterren en draaiende sterrenstelsels. Maar het echte verhaal speelt zich af in het donker. Wat we niet kunnen zien, bepaalt alles. Donkere materie vormt het skelet van het universum. Zonder die onzichtbare kracht zouden sterrenstelsels simpelweg uit elkaar vallen. Nu denken wetenschappers dat mysterieuze ‘donkere sterren’ de sleutel kunnen zijn tot het begrijpen van dit raadsel.
Achter deze opvallende theorie staan onder meer astrofysici als Andreea Font en onderzoekers Cosmin Ilie, Jillian Paulin en Katherine Freese. Zij bestuderen gegevens van de krachtige James Webb Space Telescope, die diep het vroege universum inkijkt. Daarnaast wordt er vooruitgekeken naar de Square Kilometre Array, een gigantisch radiotelescopenproject dat vanaf 2028 signalen uit de ruimte nog nauwkeuriger moet opvangen.
Ook theoretisch fysicus Miguel Escudero Abenza speelt een rol. Hij onderzoekt alternatieven voor donkere materie, zoals axionen. Samen vormen deze wetenschappers de frontlinie in de zoektocht naar een van de grootste mysteries van de kosmos.
Bestaan er sterren die geen sterren zijn?
Volgens de theorie zouden in het vroege universum gigantische ‘donkere sterren’ zijn ontstaan. Deze objecten lijken op sterrenstelsels, maar zijn iets totaal anders. Ze bestaan mogelijk uit zogenaamde WIMPs, hypothetische deeltjes die lange tijd werden gezien als dé kandidaat voor donkere materie.
In tegenstelling tot gewone sterren draaien deze objecten niet op kernfusie. Ze produceren warmte door interacties tussen donkere materiedeeltjes. Toch kunnen ze enorm zijn. Sommige modellen suggereren dat ze miljoenen keren zwaarder zijn dan onze zon en net zo helder kunnen lijken als een compleet sterrenstelsel.
Dat leidt tot een bizarre mogelijkheid. Sommige ‘sterrenstelsels’ die we vandaag zien, zijn misschien helemaal geen sterrenstelsels. Het zouden in werkelijkheid deze enorme donkere sterren kunnen zijn. Observaties van de James Webb Space Telescope hebben al drie mysterieuze objecten gevonden die hierop lijken.
Toch is het lastig om dit te bewijzen. Wetenschappers gebruiken spectroscopie, een techniek waarbij licht wordt opgesplitst in kleuren. Daarmee kunnen ze zien welke elementen aanwezig zijn. Donkere sterren zouden een unieke signatuur hebben, zoals een extra heliumlijn die gewone sterren niet tonen. Maar zulke metingen kosten maanden aan observatietijd, en die is schaars.
Axionen en explosieve sterren
Omdat WIMPs tot nu toe nooit zijn gevonden, verschuift de aandacht naar alternatieven zoals axionen. Deze extreem lichte deeltjes zouden zich na de oerknal hebben opgehoopt tot zogeheten axionsterren. Anders dan gewone sterren geven ze geen licht en zijn ze dus praktisch onzichtbaar.
Maar er is een twist. Axionsterren kunnen instabiel worden en exploderen in een fenomeen dat een ‘bosenova’ wordt genoemd. Daarbij ontstaat een kettingreactie van lichtdeeltjes. Deze explosies zijn niet zichtbaar met gewone telescopen, maar wel met radiotelescopen.
Hier komt de Square Kilometre Array in beeld. Deze enorme telescoop moet signalen oppikken die wijzen op zulke explosies. Zelfs een klein aantal bosenova’s kan het gedrag van waterstof in het vroege universum beïnvloeden. Dat laat sporen na in radiosignalen die wetenschappers kunnen meten.
Waarom dit alles ertoe doet
Donkere materie vormt de ruggengraat van alles wat bestaat. Zonder die onzichtbare massa zouden sterrenstelsels nooit gevormd zijn. Toch weten we nog steeds niet waar die uit bestaat. De zoektocht naar donkere sterren is daarom meer dan een curiositeit. Het is een poging om de bouwstenen van het universum te begrijpen. Misschien bestaat donkere materie niet uit één type deeltje, maar uit een hele mix, net zoals gewone materie.
Lees ook
