Donkere materie staat weer op het menu.
Of het werd tenminste niet afgetrapt. Jarenlang hebben astronomen hun ogen samengeknepen naar een vreemde waas van gammastraling die het centrum van de Melkweg omhult, waarbij ze debatteerden over de vraag of het onzichtbare materie was die langzaam afstierf of gewoon een horde neutronensterren die niemand wilde vinden.
Nu heeft een internationale ploeg onder leiding van mensen van de Universiteit van Wenen en het Berkeley National Lab een zware rekensom op het probleem geworpen.
Ze maakten gebruik van machinaal leren. Concreet om langer naar de gegevens te staren dan eerdere teams deden. Hun nieuwe artikel in Physical Review Letters suggereert dat hoewel we nog steeds niet het definitieve antwoord hebben, je donkere materie nog niet kunt afschrijven. Bij lange na niet.
De drukke kamer
Laten we het de Galactic Center Excess noemen. Dat is de technische naam voor deze ruwweg bolvormige, zwakke gammastraling die zich over duizenden lichtjaren uitstrekt. Het bevindt zich precies in het hart van onze Melkweg, en dat is het probleem.
Het is daar helder.
Het is daar druk.
Het is alsof je een gefluister probeert te horen tijdens een metalconcert.
Eén denkrichting zegt dat deze gloed donkere materie is die zichzelf vernietigt – een mooie theoretische dans waarbij deeltjes elkaar ontmoeten en in licht verdwijnen. Het andere kamp zegt dat het millisecondepulsars zijn. Dat zijn snel draaiende neutronensterren. Snel, klein en grotendeels aan het zicht onttrokken.
Jaren van standaardanalyse leken de pulsars te ondersteunen. Het leken afzonderlijke bronnen, alleen door de afstand vaag. Donkere materie begon op een vreemde eend in de bijt te lijken.
“Het signaal interpreteren is moeilijk omdat het Galactische Centrum uitzonderlijk helder is.” — Florian List, Universiteit van Wenen
Standaardstatistieken misten iets.
Het ontbrekende stuk toevoegen
De oude analyses hielden bij waar de fotonen insloegen. Dat is alles.
Ze negeerden hoeveel energie iedereen met zich meedroeg.
Dat is hetzelfde als een liedje beschrijven, maar weigeren over de melodie te praten. Je kunt het ritme volgen zonder de noten, maar je kent de melodie niet.
Om deze blinde vlek te verhelpen, trainden de onderzoekers een machinaal leersysteem op meer dan een miljoen gesimuleerde gammastralingssnapshots. Voor het eerst keken ze tegelijkertijd naar locatie en energie. Een vollediger beeld. Een scherpere lens.
En het resultaat?
Het draait het script om.
Als die lichtpunten werkelijk millisecondepulsars zijn, zegt de wiskunde dat ze ongelooflijk zwak moeten zijn. We praten zo zwak dat ze nauwelijks opvallen door achtergrondgeluiden.
Een zee van onzichtbare sterren?
Hier is het probleem.
Als die zwakke blips pulsars zijn, moeten er zoveel van zijn.
Nick Rodd uit Berkeley voerde de cijfers uit. We kijken niet naar de paar duizend die eerder werden aangenomen.
We hebben minimaal 35,0 emissiebronnen nodig. Geclusterd precies in het midden.
“De bronnen zouden zo bijna niet te onderscheiden zijn van de vernietiging van donkere materie.”
Vijftigduizend. Dat zijn een heleboel dode sterren, verpakt in de kern van de Melkweg. Het voelt druk. Te druk?
Houdt de natuur er echt van om vijftigduizend snelspinners op één krappe plek te bundelen?
Wij weten het niet.
De nieuwe gegevens verzwakken het grootste argument tegen donkere materie. Het ontdoet de gemakkelijke uitleg van ‘het zijn gewoon onopgeloste heldere pulsars’.
Bewijst het dat donkere materie de gloed veroorzaakt? Nee.
Bewijs dat de volgende keer.
Dit zegt alleen maar: stop met lachen om het spookverhaal. Het zou een geest kunnen zijn. Of misschien is het een menigte. We zoeken nog steeds in het donker, maar we hebben nu een betere zaklamp.
Misschien hadden we de energiegegevens eerder moeten toevoegen. Waarschijnlijk wel.
