Er is iets fundamenteel mis met het centrum van onze Melkweg.
Decennia lang hebben astronomen de galactische kern zien gloeien met gammastraling. Dit licht komt van positronen – antimaterie-tweelingen van elektronen – die botsen met gewone materie en verdwijnen. Het probleem? We hebben geen idee waar al deze positronen vandaan komen. Bekende bronnen zoals zwarte gaten en neutronensterren leveren lang niet genoeg op.
Nu zeggen twee natuurkundigen dat ze misschien het antwoord hebben gevonden, en het is nog veel erger.
Thomas Siegert en Hiroki Yoneda rapporteren dat ze de signatuur van antimaterievernietiging buiten de Melkweg hebben gedetecteerd. Meer specifiek in gaswolken die wegdrijven van onze galactische schijf.
“Dit zou de eerste detectie zijn van extragalagische positronvernietiging”, zei Siegert. “Dat op zichzelf zou betekenen dat de positroneninhoud van de Melkweg veel groter is dan wat momenteel binnenin wordt waargenomen.”
Waarom kunnen we de productie van positronen in de Melkweg niet verklaren?
Het signaal in kwestie is de gammastraallijn van 511 kilo-elektronvolt. Het is de vingerafdruk van een positron die een elektron ontmoet. Ze vernietigen. Boom. Gammastralen.
Astronomen hebben dit twintig jaar lang aan de hemel in kaart gebracht met behulp van de INTEGRALE telescoop van de European Space Agency. De missie eindigde in 2025 en liet een enorme dataset achter. Siegert en Yoneda hebben het allemaal doorgenomen. Ze splitsten de gegevens op in blokken van drie jaar, vervolgens in zes en vervolgens in negen. Ze zochten naar instrumentele fouten. Achtergrondgeluid. Storingen.
Het signaal bleef. Het werd met de tijd sterker.
Waar keken ze dan?
Twee specifieke regio’s trokken hun aandacht:
* Complex C: Een enorme waterstofwolk die richting de Melkweg valt.
* De Magelhaense Stroom: Een lint van gas dat in een baan rond de Grote en Kleine Magelhaense Wolk loopt.
Geen van deze plaatsen mag positronen hebben. Ze zijn ver verwijderd van de energetische bronnen die ze creëren. Dit impliceert dat de positronen daarheen zijn gereisd. Ze zijn uit de Melkweg ontsnapt.
Hier is de kicker: Positrons moeten langzaam zijn om efficiënt te vernietigen. Energierijke exemplaren vliegen gewoon voorbij. Om ze in verre gaswolken te kunnen vernietigen, moeten ze met hoge snelheid uit onze Melkweg zijn ontsnapt, zijn afgeremd in het intergalactische medium en toen in botsing zijn gekomen.
Dat ontsnappingsmechanisme was volkomen onverwacht.
Hoeveel antimaterie produceert de Melkweg eigenlijk?
Als positronen naar buiten lekken voordat ze in de schijf worden vernietigd, hebben we de totale productie onderschat.
Aanzienlijk.
Siegert en Yoneda berekenen dat de Melkweg elke seconde ongeveer 100 tredecillion (dat is een 14 gevolgd door 14 nullen) positronen uitpompt. Dit is twee tot drie keer hoger dan eerdere schattingen.
“We hebben bijna geen conventionele astrofysische objecten meer om ze te verklaren”, merkte Siegert op.
Zwarte gaten. Radioactief verval in sterren. Neutronensterren. Geen van deze komt overeen met het nieuwe nummer. De kloof wordt groter.
Is het mogelijk dat de gegevens verkeerd zijn? Misschien.
Het sterkste signaal bereikte een statistische betrouwbaarheid van 4 sigma. Dat betekent dat er een kans van ongeveer één op 15,00 is dat het een toevalstreffer is. De natuurkunde vereist 5 sigma voor een bevestigde ontdekking. Het is verleidelijk, niet definitief. Maar de auteurs hebben er vertrouwen in. Ze zien echte vernietigingssignaturen buiten onze galactische omgeving.
Zou donkere materie de bron van antimaterie kunnen zijn?
Dus wat veroorzaakt dit overschot?
De conventionele astrofysica heeft het moeilijk. De cijfers zijn te hoog. De bronnen kloppen niet.
Siegert suggereert dat we misschien ergens anders moeten zoeken. Niet naar sterren, maar naar de onzichtbare steigers van het universum.
“Lichte donkere materiedeeltjes”, stelde hij voor.
Als donkere materiedeeltjes vernietigen of vergaan, kunnen ze positronen produceren. Als de nieuwe schatting van de productie correct is, moeten de standaardmodellen voor donkere materie mogelijk worden aangepast. Of geheel vervangen.
NASA is van plan om in 2027 de Compton Spectrometer and Imager, of COSI, te lanceren. Deze telescoop zal een betere gevoeligheid hebben dan INTEGRAL. Het kan deze ‘prikkelende hints’ bevestigen of ontkennen.
Tot die tijd blijven we zitten met een sterrenstelsel dat meer antimaterie rijk is dan we dachten. Lekkende deeltjes in de leegte.
Waar denk je dat de rest zich verstopt?
