En ny undersøgelse fra ESO har forsøgt at måle og veje det mørke stof det interstellare rum i Solens nabolag. Problemet er bare at de fandt - intet!

Det hidtil mest nøjagtige studie af stjerners bevægelser i Mælkevejen, har ikke fundet nogen spor af mørkt stof i et stort område omkring Solen. Ifølge almindeligt accepterede teorier burde Solens nabolag været fyldt med mørkt stof, et mystisk usynligt materiale, der kun kan påvises indirekte, fordi det påvirker omgivelserne med sin tyngdekraft. Men et nyt studie foretaget af et hold af astronomer i Chile har fundet ud af, at disse teorier ganske enkelt ikke passer med deres observationer. Det kan betyde, at forsøg på direkte at registrere partikler af mørkt stof her på Jorden, næppe vil få succes.

Ved hjælp af MPG/ESO 2,2 meter teleskopet på ESO La Silla-observatoriet og andre teleskoper har et forskerhold kortlagt bevægelserne af mere end 400 stjerner op til 13.000 lysår fra Solen. Med disse nye data har de beregnet massen af materiale i nærheden af Solen i et område, der er fire gange større end man nogensinde før har set på.

”Mængden af materiale, som vi kan udlede, passer meget godt med hvad vi ser – stjerner, støv og gas – i området omkring Solen,” siger holdleder Christian Moni Bidin (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile). ”Men det giver ikke plads til det ekstra materiale – mørkt stof – som vi havde forventet. Vores beregninger viser, at det burde have vist sig meget tydeligt i vores målinger. Men det er der bare ikke!”

Mørkt stof er et mystisk stof, der ikke kan ses, men det viser sig, fordi det tiltrækker materiale omkring sig med sin tyngdekraft. Denne ekstra ingrediens i kosmos blev oprindelig foreslået for at forklare, hvorfor de ydre dele af galakser, herunder vores egen galakse Mælkevejen, roterer så hurtigt. I dag udgør det mørke stof dog også en væsentlig del af teorierne for, hvordan galakser dannes og udvikler sig.

Det er i dag almindelig accepteret, at denne mørke bestanddel udgør omkring 80 % af alt materiale i universet. Alligevel har det mørke stof modstået alle forsøg på at afklare dets natur, der således stadig er uklar. Hidtil alle forsøg på at registrere mørkt stof i laboratorier her på Jorden har slået fejl.

Ved meget omhyggeligt at måle bevægelsen af mange stjerner, især dem der ligger udenfor Mælkevejens plan, har holdet arbejdet baglæns og har udledt hvor meget stof, der er til stede. Bevægelserne er et resultat af den gensidige tyngdepåvirkning fra alt materiale, ligegyldigt om det er normalt stof som stjerner eller mørkt stof.

Astronomernes nuværende modeller for hvordan galakser dannes og roterer, tyder på, at Mælkevejen er omgivet af en halo af mørkt stof. De er ikke i stand til præcist at sige, hvilken form denne halo har, men de forventer at der skal være betydelige mængder i området omkring Solen. Men kun haloer af mørkt stof med en meget usandsynlig form – såsom en meget aflang form – kan forklare manglen af mørkt stof i det nye studie.

De nye resultater betyder også, at forsøg på at registrere mørkt stof her på Jorden ved at fange de sjældne vekselvirkninger mellem partikler af mørt stof og ”normalt” stof næppe vil være succesfulde.

”På trods af de nye resultater roterer Mælkevejen tydeligvis meget hurtigere, end synligt stof alene kan gøre rede for. Så hvis mørkt stof ikke er til stede, hvor vi havde forventet det, skal der findes en ny løsning for den manglede masse. Vores resultater modsiger de aktuelt accepterede modeller. Mysteriet om mørkt stof er lige blevet endnu mere mystisk. Fremtidige undersøgelser, såsom ESA’s Gaia-mission, vil være afgørende for at komme videre herfra,” slutter Christian Moni Bidin.

Kilde: ESO