Die dunkle Materie des Universums hat eine lange Lebensdauer

Die dunkle Materie des Universums hat eine lange Lebensdauer

Video: PHYSIK IM THEATER: Gefangen auf Ewigkeit - Das kosmische Antimaterie-Rätsel (14.09.2019) (Kann 2020).

Anonim
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Neue Forschungsergebnisse des Niels-Bohr-Instituts präsentieren neue Informationen, die dem Puzzle des dunklen Geheimnisses des Universums - der dunklen Materie - ein weiteres Stück Wissen hinzufügen. Die Studie wurde gerade in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht .

Das Universum besteht nicht nur aus sichtbaren Himmelskörpern, Sternen, Planeten und Galaxien. Es hat auch einen mystischen Mitspieler - dunkle Materie. Die Astronomen können messen, dass die Dunkle Materie in großen Mengen existiert, aber niemand weiß, was es ist, niemand hat es gesehen. Es gibt kein Licht ab und reflektiert kein Licht. Es ist unsichtbar Es ist ein Rätsel und die Forscher haben viele Theorien.

Die Dunkle Materie bereitet den Forschern seit Jahrzehnten Kopfschmerzen, seit sie in den 1970er Jahren entdeckt wurde, und die Phänomene werden intensiv erforscht. Es ist unsichtbar, hat aber Masse und damit eine messbare Gravitation. Durch die Analyse der Galaxien ist es möglich, sie zu wiegen, und es stellt sich heraus, dass die Dunkle Materie bei weitem die größte Materie der kollektiven Masse der Galaxie ist.

So wie Sterne in Galaxien zusammenkommen, so kommen die Galaxien in Galaxienhaufen von bis zu mehreren tausend Galaxien zusammen. Die Astrophysikerin Signe Riemer-Sørensen, Doktorandin am Niels-Bohr-Institut, hat zwei Galaxienhaufen analysiert, die kollidieren.

Kollidierende Galaxienhaufen werden analysiert

Wenn sich die beiden Galaxienhaufen treffen, kollidieren weder die Galaxien noch die Dunkle Materie. Etwa 12 Prozent der Masse des Galaxienhaufens bestehen jedoch aus riesigen Gas- und Staubwolken, die kollidieren. Die Gaswolken sind heiß und senden Röntgenstrahlen aus, die beobachtet werden können, und es ist möglich zu sehen, wie die Wolken bei der Kollision tatsächlich aus den beiden Galaxienhaufen herausgedrückt werden. Wenn die Gaswolken kollidieren, werden sie noch heißer und senden mehr Röntgenstrahlung aus, so dass eine ganze Keilfront von Warngas erzeugt wird.

Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Dunkle Materie ein neuer und noch unentdeckter Partikeltyp sein kann. Zu den Vorschlägen für die Dunkle Materie zählen Teilchen, die beim Zerfall Röntgenstrahlen aussenden. Eine davon sind die sogenannten Axionen, die Teilchen sind, was in Theorien mit zusätzlichen Dimensionen erklärt wird. Um in der Lage zu sein, Röntgenstrahlen aus dunkler Materie zu suchen, suchen die Forscher an Orten, an denen eine große Konzentration dunkler Materie, aber kein Gas vorhanden ist. Solche Stellen befinden sich in den beiden kollidierenden Galaxienhaufen, in denen die Gaswolken bei der Kollision ausgestoßen wurden.

Signe Riemer-Sørensen hat einen der beiden Galaxienhaufen analysiert, die gerade kollidieren. Die Analysen zeigen, dass es sich um einen sehr schweren Haufen mit vielen Galaxien handelt, und die Messung der Gravitation zeigt, dass es eine sehr große Menge dunkler Materie gibt, bis zu 85 Prozent der kollektiven Masse. Es wurde jedoch keine Röntgenstrahlung mit irgendeiner Konsequenz gemessen.

Wenn die Dunkle Materie keine nennenswerte Röntgenstrahlung aussendet, kann eine Obergrenze dafür berechnet werden, wie schnell die Partikel zerfallen und auf diese Weise ihre Lebensdauer berechnen. Das Ergebnis ist, dass Axionen, wenn sie die Dunkle Materie sein sollen, eine Lebensdauer von mehr als 3.000.000 Milliarden Jahren haben müssen. In diesem Fall ist noch nicht viel Dunkle Materie verfallen, wenn sie vor 13, 7 Milliarden Jahren entstanden ist. Die Schlussfolgerung ist, dass dunkle Materie eine sehr, sehr lange Lebensdauer hat.

Quelle: Universität Kopenhagen