Beobachtungen der ältesten Sterne der Galaxie haben Astrophysikern dabei geholfen herauszufinden, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Dunklen Materie in der Nähe der Erde und der Sonne unerwartet niedrig ist, was es in Zukunft schwierig machen wird, sie zu finden, so ein Artikel, der in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurde.
„Wenn ein Teilchen dunkler Energie mit dem Kern eines Atoms 'gewöhnlicher' Materie kollidiert, ähnelt der Prozess ihrer Kollision dem, was passiert, wenn zwei Billardkugeln aufeinander treffen. Die Folgen dieses "Unfalls" hängen von zwei Parametern ab - der Masse der Partikel und der Geschwindigkeit ihrer Bewegung. Mit anderen Worten, je schneller sich dunkle Materie bewegt, desto deutlicher werden ihre Spuren “, sagt Mariangela Lisanti von der Princeton University (USA).
Wissenschaftler glaubten lange Zeit, dass das Universum aus sichtbarer Materie besteht, die die Grundlage für Sterne, Schwarze Löcher, Nebel, Staubhaufen und Planeten bildet. Die ersten Beobachtungen der Geschwindigkeit von Sternen in den uns am nächsten gelegenen Galaxien zeigten jedoch, dass sich die Sterne am Stadtrand mit einer unglaublich hohen Geschwindigkeit bewegen - etwa zehnmal höher als Berechnungen, die auf den Massen aller Sterne basieren.
Der Grund dafür war laut Wissenschaftlern die sogenannte dunkle Materie - eine mysteriöse Substanz, die etwa 75% der Masse aller Materie im Universum ausmacht. Typischerweise enthält jede Galaxie etwa 8 bis 10 Mal mehr dunkle Materie als sichtbar ist, und diese dunkle Materie hält die Sterne an Ort und Stelle und verhindert, dass sie "streuen".
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler dank Hubble-Bildern einiger relativ schlecht untersuchter Galaxien festgestellt, dass sich viele kleine und Zwerggalaxien unter Berücksichtigung der Existenz dieser mysteriösen Substanz ganz anders verhalten als die Theorie, die ihre Struktur vorhersagt.
Zusätzliche Probleme, wie von Lisanti festgestellt, entstehen durch die Tatsache, dass Astronomen und Kosmologen heute nicht wissen, wie schnell sich dunkle Materie in unserer Galaxie und in ihren nächsten Nachbarn bewegt, was die Arbeit von "direkten" Detektoren für dunkle Materie, die versuchen, Spuren ihrer Kollisionen aufzufangen, erheblich erschwert mit Atomen von Xenon-137 und anderen seltenen Edelgasen.
Ihr Team fand einen Weg, um dieses Problem zu lösen, indem es auf eine interessante Tatsache aus der Lebensgeschichte der ältesten Sterne der Milchstraße aufmerksam machte. Diese Leuchten wurden, wie Astronomen bemerken, vor etwa 10 bis 12 Milliarden Jahren geboren, zu einer Zeit, als sich unsere Galaxie gerade zu bilden begann und die benachbarten Zwerggalaxien aktiv absorbierte.
Zu diesem Zeitpunkt hatte sich nach Angaben der Forscher der sogenannte Halo - ein "Donut" aus dunkler Materie, der die Milchstraße und andere Sternmetropolen umgibt - noch nicht gebildet, da ständig neue Reserven dieser mysteriösen Substanz in die Galaxie flossen, begleitet von Gaswolken und neugeborenen Sternen.
Werbevideo:
Aus diesem Grund müssen sich die gealterten Leuchten, die heute am Stadtrand leben, im Durchschnitt mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, mit der sich dunkle Materie um das Zentrum der Milchstraße dreht, mit der dieser Parameter berechnet werden kann, ohne eine Ahnung von anderen Eigenschaften dieser mysteriösen Substanz zu haben.
Anhand dieser Idee versuchten die Wissenschaftler, die Bewegungsgeschwindigkeit der Dunklen Materie in der Nähe der Erde mithilfe einer vom SDSS-Projekt erstellten Karte des Nachthimmels und eines Computermodells der Galaxie zu berechnen.
Diese Messungen zeigten unerwartet, dass sich Wolken dunkler Materie in der Nähe des Sonnensystems merklich langsamer bewegen sollten, als die Theorie vorhersagt. Solche Diskrepanzen deuten, wie Lisanti und ihre Kollegen bemerken, auf gravierende Lücken in der Theorie hin, die die Physiker bei ihrer Suche nach Spuren dieser schwer fassbaren Substanz erheblich behindern könnten.
