ERC Advanced Grant voor onderzoek naar donkere materie
Donkere materie. Onzichtbaar spul wat volgens berekeningen zo’n 85% van de materie in het heelal omvat. Met een ERC Advanced Grant van 2.5 miljoen euro gaat Hoogleraar Observationele Kosmologie Henk Hoekstra nog preciezer in kaart brengen waar deze donkere materie zich bevindt.
Donkere materie is er wel, maar zien we niet. Tenminste, dat is wat astronomen aflezen aan het gedrag van sterren in de buitendelen van sterrenstelsels. Sterren die nooit zo snel zouden bewegen als er niet nog een hoop onverklaarde massa in het heelal zou rondzwerven.
Vervormde melkwegstelsels
Maar hoe spoor je iets op wat onzichtbaar is? ‘Omdat donkere materie wel massa en dus zwaartekracht heeft, vervormt het ook de ruimte om zich heen’, legt Henk Hoekstra, hoogleraar aan Universiteit Leiden, uit. ‘Door heel nauwkeurig de vervorming van melkwegstelsels te bestuderen kunnen we bepalen waar deze donkere materie zich bevindt.’
Een derde van de hemel
Met dit doeleinde zal ergens in de komende jaren de Euclid-ruimtetelescoop gelanceerd worden. Deze telescoop werkt net even anders dan de alom bekende Hubble- en James Webb-telescopen. ‘Euclid heeft vooral een veel groter gezichtsveld. Met een enkele Euclid-foto brengen we ongeveer 120 keer zoveel heelal in beeld als een Hubble-opname. In de loop van zes jaar hopen we daarmee een derde van de hemel in kaart te kunnen brengen.’
Door goed te kijken naar de informatie die we krijgen, kunnen we al veel aflezen over de massa van bijvoorbeeld sterrenstelsels
Twee miljard melkwegstelsels
Dit is belangrijk, want alleen door het grote plaatje in beeld te brengen, kan je goede inschattingen doen over waar de donkere materie zich precies bevindt. ‘We willen graag de grote structuren van donkere materie in ons heelal in kaart brengen. En om dat statistisch goed te kunnen doen, moeten we wel zo’n twee miljard melkwegstelsels meenemen in ons onderzoek’, vertelt Hoekstra.
De zwaartekracht van gewone materie
Hoe gaat de 2.5 miljoen euro van de Europese Commissie hierbij helpen? Hoekstra wil met het geld van de ERC Advanced Grant de metingen van Euclid zo goed mogelijk maken: ‘Een grote stoorzender in onze zoektocht naar donkere materie is gewone materie. Want ook gewone materie oefent zwaartekracht uit en beïnvloedt zo onze meetresultaten. Deze is alleen lastig te modeleren en dus lastig om voor te compenseren.’
Telescopische zelfreflectie
‘Ik wil de data die we van Euclid krijgen gebruiken om meteen haar eigen metingen nauwkeuriger te maken. Door goed te kijken naar de informatie die we krijgen, kunnen we al veel aflezen over de massa van bijvoorbeeld sterrenstelsels. Dan kunnen we die meenemen in onze berekeningen en een zo correct mogelijke kaart van donkere materie maken’, aldus Hoekstra.
Raket gezocht
Daarvoor moet de telescoop wel eerst de ruimte in, en dat blijkt nog niet zo makkelijk. Hoekstra: ‘We zouden de telescoop eigenlijk mid-2023 lanceren op een Russische Soyuz-raket. Maar een dag na mijn gesprek met de Europese Commissie viel Rusland Oekraïne binnen.’ Hoekstra is gelukkig positief en hoopt mid-2024 alsnog te kunnen jagen op donkere materie, door de telescoop te lanceren met een gloednieuwe Ariana 6-raket.