De term donkere materie heeft altijd al een bijzonder onheilspellende bijsmaak gehad. Mogelijk blijken die omineuze connotaties nu terecht. Een recente verklaring voor de oorsprong van het kosmische spul, leidt namelijk tot een scenario waarin donkere materie verantwoordelijk is voor het uitsterven van de dinosauriërs

Dinosaurus
Werd donkere materie de dinosauriërs fataal?

Donkere materie zit overal in het universum. Astronomen kunnen de aanwezigheid van het raadselachtige goedje indirect waarnemen dankzij de invloed van zijn zwaartekracht, maar zijn niet in staat het ook daadwerkelijk te zien met hun telescopen. Waar het kosmische spul uit bestaat is dan ook één van de grootste mysteriën uit de moderne kosmologie. Nu blijkt de invloed van donkere materie mogelijk nog een stukje spectaculairder dan verwacht. Niet alleen is het onzichtbare materiaal verantwoordelijk voor bijna 85% van de massa-inhoud van het universum, maar het zou ook nog eens de oorzaak kunnen zijn van het uitsterven van de dinosauriërs.

Hoewel het verband tussen de dood van de dino’s en donkere materie op dit moment nog zeer speculatief is, is het volgens astronomen de moeite van het bestuderen zeker waard. Dat komt omdat zij daarmee meteen twee grote openstaande wetenschappelijke vragen kunnen aanpakken: de vraag waaruit donkere materie nu eigenlijk bestaat, en de vraag of er een onvermoed patroon zit in de komeetinslagen die de aarde tijdens haar geschiedenis teisterden.

De vreemde evolutie van plezier: van spelende gekko’s tot sparrende spinnen
LEES OOK
De vreemde evolutie van plezier: van spelende gekko’s tot sparrende spinnen

Zwaartekracht

Astronomen weten dat donkere materie bestaat omdat ze de invloed van zijn zwaartekracht indirect kunnen waarnemen. Zo trekt donkere materie aan sterrenstelsels en beïnvloedt zo hun beweging. Toch weet tot nog toe niemand wat die donkere materie precies is.

Afgelopen jaar bedachten de astronomen Lisa Randall en Matthew Reece van de Hardvard University samen met collega’s een model dat suggereerde dat dunne, onzichtbare schijven van donkere materie zich ophielden in of vlak bij sterrenstelsels.

Terwijl als zonnestelsel rond het centrum van de melkweg draait, beweegt het een beetje op-en-neer. Die beweging heeft een cyclus van grofweg 70 miljoen jaar. Dat betekent dat het eens in de 35 miljoen jaar door zo’n schijf donkere materie zou kunnen bewegen. Randall en Reece merkten op dat deze cyclus wel wat leek op analyses die astronomen eerder maakten van komeetinslagen op aarde. Die analyses lieten zien dat die inslagen om de 35 miljoen jaar een piek vertoonden.

Inslagen

Hoewel gebrekkige gegevens over inslagen uit het verleden het moeilijk maken om een robuust patroon vast te stellen, vroegen de astronomen zich af of er een verband bestaat tussen komeetinslagen en de beweging van ons zonnestelsel door de schijf van donkere materie.

Zij toonden daarop aan dat de schijf met toegenomen zwaartekracht aan het zonnestelsel zou trekken. Die extra kracht zou de Oort-wolk uit balans kunnen brengen. De Oort-wolk is een verzameling bevroren brokstukken, overblijfselen van de vorming van het zonnestelsel, die zich aan de uiterste rand van het zonnestelsel bevinden. De Oort-wolk is een bekende geboorteplaats voor kometen, waaronder de bekende komeet ISON die vorig jaar nog veelvuldig in het nieuws was toen het langs de zon bewoog. ‘De schijf is een stuk dichter, waardoor het effect van gravitationele getijdenkrachten daar een stuk groter is’, zegt Randall.

Daarna keken de astronomen naar kraters op aarde die groter waren dan 20 kilometer en ergens in de afgelopen 250 miljoen jaar ontstonden. Zij vergeleken de leeftijd van die kraters met de cyclus van 35 miljoen jaar en ontdekten dat in sommige gevallen het patroon van toenemende inslagen goed overeen kwam met de keren dat de aarde door de donkere-materieschijf bewoog – maar dat gold niet voor alle toenames in inslagen. Desondanks stellen de onderzoekers dat de kans dat een cyclisch tochtje door donkere-materieschijven dit inslagpatroon veroorzaakte groter is dan de kans dat zo’n tocht een gelijkmatige spreiding van inslagen zou veroorzaken.

Kometen

Is donkere materie dus verantwoordelijk voor het uitsterven van de dinosauriërs? De Chicxulubkrater die volgens sommigen gemaakt is door de komeet die de dino’s uitroeide, past niet helemaal in het patroon waarbij de aarde door een donkere-materieschijf bewoog. Volgens Randall zijn er echter voldoende onzekerheden over om een verband tussen de twee niet uit te sluiten. ‘Het zit erg dicht in de buurt. Het past niet perfect, maar het is zeker een mogelijkheid’, zegt zij.

Een complicerende factor is het feit dat de kraters worden gevormd door inslagen door kometen en planetoïden, maar dat alleen kometen afkomstig zijn uit de Oort-wolk, die ver genoeg weg ligt om beïnvloed te worden door de donkere-materieschijf. De onderzoekers hopen in de toekomst beter onderscheid te kunnen maken tussen de twee typen inslagen om zo hun analyse te verbeteren.

Gaia ruimtetelescoop

Volgens Luigi Foschini van de Italiaanse Instituto Nazionale Di Astrofysica, is de theorie het onderzoeken zeker waard. ‘Ik denk dat het altijd nuttig is om zoveel mogelijk hypothesen te onderzoeken.’ Toch is Foschini terughoudend omdat beide achterliggende aannamen van de theorie – het patroon in komeetinslagen en het bestaan van de donkere-materieschijf – nog niet wetenschappelijk zijn bevestigd.

Toch is de kans groot dat we binnenkort van één van beide in elk geval meer zullen weten. De recent gelanceerde ruimte-telescoop Gaia moet de bewegingen van een miljard sterren in de Melkweg in kaart brengen. Omdat donkere-materieschijven invloed moeten hebben op die beweging zullen de gegevens die de satelliet verzamelt, verhelderen of er inderdaad donkere materie schuilt in het gebied waarvan de onderzoekers vermoeden dat daar zich een donkere-materieschijf verstopt.

Lees verder: