Verschillende wetenschappers zijn bezig met het idee dat de zon donkere-materie-deeltjes verzameld heeft in zijn binnenste.

Donkere materie is de naam voor de nog niet geïdentificeerde deeltjes die zo’n 80 procent van de massa in het heelal voor hun rekening nemen. Deze mysterieuze deeltjes komen onder andere voor in de bolvormige halo’s rond sterrenstelsels, en het idee is dat onze zon daar wat van heeft opgepikt terwijl hij miljarden jaren bewoog rond het centrum van ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Deze donkere materie zou zich vervolgens hebben verzameld in het centrum van de zon.

Dat idee is niet nieuw. Eind jaren zestig bleek het aantal door de zon uitgezonden neutrino’s veel kleiner te zijn dan simulaties voorspelden. Een mogelijkheid om dat probleem op te lossen, was om aan te nemen dat in de kern van de zon donkere materie was te vinden. Dat zou namelijk leiden tot een lagere temperatuur ter plekke, en dat zou er weer voor zorgen dat er minder neutrino’s werden aangemaakt. Later bleek die ‘kunstgreep’ echter niet nodig; de te kleine hoeveelheden neutrino’s waren op een andere manier uit te leggen (klik hier voor meer informatie).

Toch zijn er nu twee afzonderlijke, Britse onderzoeken waarbij de theorie uit de mottenballen wordt gehaald. Daarmee hoopt met name een van beide teams, verbonden aan de Universiteit van Oxford, een ander probleem rond de zon op te lossen. Dit probleem heeft ermee te maken dat energie van het centrum van de zon naar buiten toe wordt getransporteerd op twee verschillende manieren: in het gebied rond de kern via straling, in het gebied daaromheen via convectie (zie KIJK 8/2010, pagina 78 voor een uitleg van deze twee mechanismen). Het blijkt alleen dat volgens simulaties de grens tussen deze twee zones op een andere plek ligt dan volgens geluidsgolven aan het oppervlak van de zon. Zou je aannemen dat zich donkere materie in het hart van de zon bevindt, zo stellen de Oxfordse wetenschappers, dan komen beide waarden dichter bij elkaar te liggen.

Helaas, zo meldt sterrenkundige Joyce Guzik in New Scientist, is er een ander probleem rond de zon dat juist érger wordt als we het donkere-materie-scenario serieus nemen. Zij wijst erop dat de zonnetemperatuur die uit simulaties volgt nu al lager is dan de gemeten temperatuur. Als we aan onze modellen ook nog eens een koelende factor toevoegen in de vorm van donkere materie, wordt dit verschil tussen theorie en waarnemingen nóg groter.

Hoe dan ook hoeven we waarschijnlijk niet al te lang te wachten voordat blijkt of het idee van de Britten klopt. Neutrinodetectors zouden binnen niet al te lange tijd in staat moeten zijn om de gevolgen van een zonnekern met donkere materie op te pikken.

Bronnen: Royal Holloway University of London via PhysOrg.com, New Scientist

Beeld: SDO/NASA