Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Proefschrift

Probing the darkness: the link between baryons and dark matter

Promotor: Prof.dr. J. Schaye, Co-promotor: Marcello Cacciato

Auteur M. Velliscig
Datum
Links Thesis in Leiden Repository

De meeste materie in ons Universum is donker. Deze donkere materie vormt de bouwsteen van de grootschalige, kosmische structuren, waarin sterrenstelsels leven. Door zijn botsingloze natuur is donkere materie namelijk beter in staat structuren te vormen dan normale (“baryonische”) materie. Deze structuren bestaan uit vlakken, filamenten en knopen, die samen ook wel het kosmisch web worden genoemd. Sterrenstelsels bewonen de centra van grotere "halo’s" van donkere materie. Deze halo’s zijn zelf niet zichtbaar en het licht uitgezonden door sterrenstelsels kan ons alleen iets vertellen over het binnendeel van deze halo’s. In dit proefschrift trachten we meer over halo’s te weten te komen. Hiertoe maken we gebruik van kosmologische, hydrodynamische simulaties, waarin we niet alleen de donkere maar ook de zichtbare materie meenemen, alsmede alle processen die gedacht worden belangrijk te zijn voor de vorming en groei van sterrenstelsels. Dergelijke simulaties bieden ons de mogelijkheid om het verband tussen zichtbare en donkere materie te verkennen, aangezien beide componenten tegelijk en zelfconsistent worden gesimuleerd. In waarnemingen kan dit verband onderzocht worden door gebruik te maken van zwaartekrachtlenzen. De werking van dergelijke lenzen is gebaseerd op de afbuiging van fotonen (lichtdeeltjes) wanneer deze door een zwaartekrachtspotentiaal reizen. Zodoende ondervindt licht dat van ver in het heelal naar ons toe reist, onderweg verschillende kleine afbuigingen. Als gevolg hiervan zien wij het beeld van de bron als verplaatst, vergroot en verstoord. Het zwaartekrachtlenseffect kan gebruikt worden om verschillende eigenschappen van (materie in) het Universum te meten, waaronder de totale massa en het massaprofiel van halo’s, de vormen van halo’s, de efficiëntie van de vorming van sterrenstelsels en uiteindelijk ook de fundamentele kosmologische parameters van ons Universum. Door gebruik te maken van kosmologische, hydrodynamische simulaties kunnen we ook mogelijke effecten onderzoeken die ons ervan weerhouden om zwaartekrachtlenswerking te gebruiken om de fundamentele eigenschappen van de structuren waaruit ons Universum is opgebouwd, te meten.