Astrofysici ontdekken bewijs voor massief subhalo van donkere materie nabij ons zonnestelsel

Astrofysici hebben onlangs overtuigend bewijs gepresenteerd voor het bestaan van een massief subhalo van donkere materie, dat zich in de directe nabijheid van ons zonnestelsel bevindt. Deze baanbrekende waarneming werd mogelijk gemaakt door de extreme precisie van pulsars, die in de ruimte fungeren als uiterst betrouwbare kosmische chronometers. De gevonden resultaten sluiten nauw aan bij gangbare kosmologische modellen, die voorspellen dat sterrenstelsels zoals de Melkweg omgeven zijn door diffuse halo's van donkere materie, waarin zich kleinere concentraties of subhalo's bevinden.

De ontdekking, die uitvoerig wordt beschreven in een artikel dat op 29 januari 2026 werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters, is gebaseerd op het vastleggen van minieme, gecorreleerde variaties in de timingsignalen van een specifiek paar pulsars. Omdat donkere materie geen interactie aangaat met licht, kan de aanwezigheid ervan enkel worden afgeleid via de zwaartekrachtinvloed die het uitoefent op zijn omgeving. Het onderzoeksteam, onder leiding van dr. Sukanya Chakrabarti van de Universiteit van Alabama in Huntsville, analyseerde hiertoe de zwaartekrachteffecten op een binair pulsarsysteem.

Deze specifieke zwaartekrachtverstoring duidt op een onzichtbaar object met een geschatte massa van ongeveer 10 miljoen keer de massa van de zon, met een omvang van enkele honderden lichtjaren. Het team heeft bevestigd dat er in het berekende gebied geen enkel zichtbaar object aanwezig is, zoals sterren of gaswolken, dat een dergelijke massa zou kunnen verklaren. Dit vormt een sterke aanwijzing dat de massa inderdaad uit donkere materie bestaat. Dit kandidaat-subhalo bevindt zich op een afstand van ongeveer 3260 lichtjaar, wat gelijkstaat aan één kiloparsec, van de zon.

De gehanteerde methodologie steunt op de timing van pulsars, waarbij snel roterende neutronensterren worden gebruikt als precisie-instrumenten voor tijdmeting. Microscopische afwijkingen in de omlooptijd tussen twee van dergelijke sterren onthullen de versnelling die wordt veroorzaakt door nabijgelegen massieve objecten. Het onderzoek richtte zich op een uitgebreide set pulsars, waarbij een significant signaal werd gedetecteerd bij één specifiek paar uit de 53 bestudeerde systemen. Het geregistreerde versnellingssignaal wordt geschat op ongeveer 10 tot de macht min 9 centimeter per seconde kwadraat.

Onderzoek waarbij gebruik wordt gemaakt van de versnelling van pulsars maakt het voor het eerst mogelijk om de eigenschappen van subhalo's van donkere materie in ons sterrenstelsel nauwkeuriger te definiëren door het versnellingsveld van binaire en enkelvoudige pulsars te analyseren. Indien deze bevindingen definitief worden bevestigd, markeert dit het eerste geïdentificeerde subhalo van donkere materie van deze schaal binnen de grenzen van de Melkweg. Een dergelijke ontdekking biedt een direct en krachtig instrument om de fundamentele aard van donkere materie te onderzoeken en verschillende kosmologische modellen te verifiëren.

Dr. Chakrabarti benadrukt dat subhalo's een hoeksteen vormen van de huidige modellen voor donkere materie. Dankzij deze nieuwe methode beschikken onderzoekers nu over een middel om ze daadwerkelijk te detecteren, wat een veel nauwkeuriger schatting van de massa mogelijk maakt dan voorgaande technieken. Hoewel het bestaan van dergelijke concentraties al langere tijd door theorieën werd voorspeld, bleef directe observatie tot dusver onmogelijk. Dit leidde in het verleden tot het probleem van de ontbrekende satellieten in vergelijking met theoretische simulaties, een vraagstuk dat met deze ontdekking mogelijk kan worden opgelost.