Marie Curiebeurs voor donkere materie
De Leidse Sterrewacht gaat een nieuwe techniek gebruiken om te rekenen aan zwaartekrachtlenzen. Zij doen dit in het kader van onderzoek naar de vorming van melkwegstelsels. Alessandro Sonnenfeld van de Universiteit Tokyo haalde een Marie-Curie beurs binnen en komt het onderzoeksteam versterken.
Stervorming
Over het ontstaan en ontwikkelen van sterrenstelsels in de Melkweg zijn nog veel onbeantwoorde vragen. ‘Het is bekend dat melkwegstelsels zo’n tien miljard jaar geleden hevige stervorming vertoonden’, legt Sonnenfeld uit. ‘Hierna trad een rustige fase in, die tot vandaag de dag voortduurt. Het is niet duidelijk wat ervoor heeft gezorgd dat sterrenstelsels nu geen sterren meer vormen.’
Donkere materie
Een nog onontgonnen aspect van deze sterrenstelsels is mogelijk de sleutel voor het begrijpen van hun ontstaan. Het gaat hierbij om de verdeling van donkere materie rondom de stelsels. Deze donkere materie is waar te nemen doordat die een zwakke zwaartekrachtlens creëert. Een zwaartekrachtlens maakt gebruik van het verschijnsel dat zware objecten in de ruimte door hun zwaartekracht de ruimte-tijd vervormen. Hierdoor buigt het licht van achterliggende objecten af. De mate waarin dat gebeurt, zegt iets over de massaverdeling binnen de lens. Door metingen te doen aan het afbuigende licht is, kunnen wetenschappers dus de massa van de donkere materie te bepalen waarin de melkwegstelsels zich bevinden.
Nieuwe rekenmethode
Het is echter lastig om alles juist in kaart te brengen, omdat het signaal van een zwaartekrachtlens vaak erg zwak is. Onderzoekers moeten daarom metingen over honderden of zelfs duizenden objecten statistisch met elkaar combineren. Sonnenfeld ontwikkelde hiervoor een nieuwe methode , die nauwkeuriger is dan de traditionele methodes. Hij vertelt dat zijn benadering in het bijzonder geschikt is voor onderzoek naar correlaties tussen de donkere materie en de zichtbare materie van de sterrenstelsels die hierin voorkomen. Het doel is hiermee meer inzicht te krijgen in de vorming van melkwegstelsels.
Tijdens de Marie Curie fellowship, zal Sonnenfeld zijn nieuwe techniek toepassen op metingen van de KiloDegree Survey. Koen Kuijken, hoogleraar Galactische sterrenkunde aan de Universiteit Leiden zette deze survey op. De onderzoeksgroep in Leiden speelt een belangrijke rol in de metingen, maar ook in de interpretatie hiervan.
Gouden eeuw
De fellowship is eigenlijk een opstap naar een aankomend groter project. In 2022 zal ESA een nieuwe satelliet lanceren, genaamd Euclid. ‘Met de lancering van deze satelliet gaan we een gouden eeuw binnen voor zwaartekrachtlens-metingen’, zegt Alessandro. ‘De kwaliteit en kwantiteit van de gegevens die deze missie zal opleveren, stelt ons in staat ongekende precisie te bereiken in het meten van massa’s van donkere materie.’ Henk Hoekstra, hoogleraar Observationele kosmologie, zal dit project coördineren. ‘Het werk dat Alessandro met de KiloDegree Survey gaat doen, is een goede voorbereiding op deze veel grotere en rijkere toekomstige data set.’
De Marie Skolodowska Curie acties (MSCA) zijn een initiatief van de Europese Commissie. De MSCA verstrekt beurzen om het voor onderzoekers aantrekkelijker te maken in Europa te komen werken. De beurzen zijn geschikt voor onderzoekers die in het buitenland willen werken. Individuele onderzoekers, of onderzoekers bij kennisinstellingen of bedrijven kunnen een beurs aanvragen. Ook organisaties en bedrijven die een onderzoeker uit het buitenland willen aannemen, kunnen een beroep doen op een beurs. Voor de periode 2013-2020 is een bedrag van €5,6 miljard vrijgemaakt.