Sterrenkundigen lanceren ruimtesonde Euclid om mysteries van donkere materie en energie te ontrafelen

Gepubliceerd op 01/07/2023 20:00 in Buitenland

Sterrenkundigen kijken steeds dieper het heelal in, maar 95 procent ervan is nog altijd onzichtbaar. Volgens de beste theorie over de structuur van het heelal bestaat alle zichtbare materie - waar ook de aarde, zon en wijzelf uit bestaan - slechts uit 5 procent van het totaal. Daarnaast zou het heelal voor ruim een kwart bestaan uit onzichtbare 'donkere' materie, en een nog veel grotere hoeveelheid 'donkere' energie bevatten. Het bestaan van deze onzichtbare componenten wordt ondersteund door indirect bewijs.

Volgens Koen Kuijken, hoogleraar galactische sterrenkunde aan de Universiteit Leiden, is het vreemd dat we slechts 5 procent van de componenten van het heelal kunnen waarnemen. Het heelal zou er namelijk compleet anders uitzien als deze onzichtbare bouwstenen niet zouden bestaan. Zo spelen donkere materie en donkere energie een rol bij het samenklonteren van sterrenstelsels zoals onze Melkweg, en zorgt donkere energie ervoor dat het heelal al miljarden jaren versneld uitdijt.

Om meer inzicht te krijgen in donkere materie en donkere energie, lanceert de Europese ruimtevaartorganisatie ESA vandaag de ruimtesonde Euclid. Oorspronkelijk was het plan om de lancering uit te voeren met een Sojoez-raket, maar vanwege de Russische invasie van Oekraïne zal deze nu plaatsvinden met een Falcon 9-raket van het Amerikaanse bedrijf SpaceX.

Euclid is een ruimtetelescoop die zichtbaar en infrarood licht bestudeert. Hij zal op een afstand van 1,5 miljoen kilometer van de aarde worden geplaatst, relatief dicht bij de James Webb-ruimtetelescoop. Deze positie maakt gebruik van het punt waar de zwaartekracht van de zon, de maan en de aarde elkaar opheffen, waardoor de telescoop weinig brandstof nodig heeft om op zijn plaats te blijven.

Donkere materie is niet direct waarneembaar, omdat het geen licht of straling uitzendt, reflecteert of absorbeert. Kuijken legt uit dat de enige manier waarop donkere materie zijn bestaan verraadt, is via de zwaartekracht. Wetenschappers weten dat zwaartekracht invloed heeft op de weg die licht aflegt, waardoor het wordt afgebogen door objecten zoals sterrenstelsels. Dit geldt zowel voor zichtbare als onzichtbare materie. Door de zwaartekracht te bestuderen, kunnen sterrenkundigen de aanwezigheid van donkere materie afleiden.

Kuijken heeft de afgelopen jaren kaarten gemaakt van de verspreiding van donkere materie, maar deze aanpak bereikt nu de technische grenzen. Euclid zal een veel groter gebied in kaart brengen - een derde van de sterrenhemel - en dit vijf keer scherper doen dan de telescopen in Chili.

De kaarten die Euclid genereert, zullen zo gedetailleerd zijn dat ze ook nuttig zullen zijn voor wetenschappers die zich niet bezighouden met donkere materie. Bovendien zal Euclid enorme hoeveelheden gegevens opleveren, vergelijkbaar met big data uit de ruimte. Er zullen acht datacentra in Europa en één in de Verenigde Staten worden opgezet om deze gegevens te verwerken. Nederlandse onderzoekers zullen helpen bij het opzetten, bouwen en beheren van deze datacentra.

Kuijken erkent dat het frustrerend is dat we nog niet precies weten wat donkere materie is. Toch gelooft hij dat wetenschappers al geruime tijd werken aan het verzamelen van bewijs dat deze onzichtbare materie en energie nodig zijn om het heelal te verklaren.

Lees meer nieuws in buitenland