Een groep natuurkundigen heeft het idee opgeworpen dat een spiegeluniversum, een heelal dat naast ons eigen zichtbare heelal bestaat, donkere materie kan verklaren. Ze stellen dat we sporen van sterren uit dit universum moeten kunnen zien.

Donkere materie bevindt zich misschien in een spiegeluniversum, dat parallel aan ons eigen universum bestaat. Als dat klopt, kunnen we op zoek gaan naar een vreemd soort spiegelster om dit idee te bewijzen.

Donkere materie

Donkere materie is een nog niet ontdekte vorm van materie die ongeveer 85 procent van de totale massa van het universum uitmaakt. Om te verklaren waar donkere materie vandaan komt, komt een groepje wetenschappers nu met het idee van een spiegeluniversum op de proppen. Dit universum zou bestaan uit atomaire donkere materie, dat donkere-materieversies van onze ‘gewone’ atomen bevat. Er zouden dus donkere protonen en donkere elektronen rondwaren.

Het subnivium: een geheim ecosysteem dat schuilgaat onder de sneeuw
LEES OOK

Het subnivium: een geheim ecosysteem dat schuilgaat onder de sneeuw

Op allerlei plekken ter wereld nemen dieren 's winters hun toevlucht tot een tijdelijke holte onder de sneeuw.

‘Je zou dan sterren krijgen die lijken op de normale sterren die wij zien, zoals onze zon, maar ze zouden bestaan uit donkere materie’, zegt Isabella Armstrong van de Universiteit van Toronto in Canada. ‘Ze zouden donkere fotonen uitzenden.’

Op zoek naar spiegelsterren

Deze spiegelsterren kunnen tot tien keer groter zijn dan onze zon. Net als bij gewone sterren zou er kernfusie plaatsvinden in hun kern, maar dan met donkere waterstof, die samensmelt tot donker helium.

Zulke sterren zouden ‘gewoon’ in ons universum kunnen bestaan. Ze zouden alleen geen zichtbaar licht uitstralen, en behalve via de zwaartekracht ook geen invloed hebben op de materie in ons universum. Dat zou ze onzichtbaar maken voor onze telescopen. Het is alsof ze zich een in universum bevinden dat geen effect heeft op het onze: een soort spiegelheelal.

Armstrong en haar collega’s hebben een manier voorgesteld waarop we zulke sterren tóch kunnen zien. Dat is namelijk mogelijk als er klonters gewone materie in schuilgaan.

Als zo’n spiegelster zich door een (gewoon) sterrenstelsel beweegt, trekt hij met zijn zwaartekracht aan de gewone materie, zoals het gas in het stelsel. ‘Dat gas warmt op en begint dan licht uit te zenden’, zegt Armstrong.

Het klompje zichtbare materie binnenin de onzichtbare spiegelster zou ook oplichten. Het zou eruitzien als een witte dwerg, de overblijfselen van zonachtige sterren die het eind van hun leven hebben bereikt. Maar in tegenstelling tot witte dwergen, zou dit klontertje spiegelstermaterie een opvallende portie röntgenstraling en zichtbaar licht uitzenden, zeggen de onderzoekers. ‘Dus zo kun je ze uit elkaar houden’, zegt Armstrong.

Kort leven

Natuurkundige Rabindra Mohapatra van de Amerikaanse Universiteit van Maryland vindt het idee van spiegelsterren en een donker universum ‘plausibel’. Maar hij plaatst ook een kanttekening. Als spiegelsterren al ooit hebben bestaan, zouden ze een kortere levensduur hebben dan gewone sterren. Daardoor zouden ze inmiddels allang zijn verdwenen.

‘De dichtheid is lager in de spiegelwereld’, zegt hij. Daardoor verbruiken zulke sterren hun brandstof veel sneller en is hun levensduur tien keer korter dan die van gewone sterren. Aan het eind van hun leven zouden deze sterren de donkere-materievarianten van zwarte gaten of neutronensterren vormen. ‘De meeste spiegelsterren zouden nu verdwenen moeten zijn’, zegt Mohapatra.

Speculatief

Het idee van spiegelsterren en een spiegeluniversum is erg speculatief. ‘Het is een theorie’, onderstreept Armstrong. ‘We weten niet of deze objecten bestaan.’

Toekomstige telescopen kunnen er misschien wel naar zoeken. Een daarvan is het Vera C. Rubin-observatorium in Chili, dat vanaf 2025 een grootschalig onderzoek van het heelal zal uitvoeren. Dit nieuwe apparaat zal naar verwachting veel zwakke lichtobjecten gaan ontdekken.

Een andere manier om een spiegelster te vinden, is door te kijken naar het effect van zijn zwaartekracht op licht dat er doorheen reist. ‘Het kan licht een beetje afbuigen’, zegt Armstrong. ‘Een telescoop zoals Vera Rubin kan naar dat soort effecten zoeken.’