Kollision Dunkler Materie möglich?
Bisher war unklar, ob Dunkle Materie mit sich selbst wechselwirken kann oder nicht. Ein neues Modell könnte widersprüchliche Daten nun erklären.
Das Wichtigste in Kürze
- Theoretisch sollten alle Galaxien grosse Ansammlungen dunkler Materie im Zentrum haben.
- Warum dem nicht so ist, könnten Forscher nun geklärt haben.
Nach einem neuen Modell können Teilchen der Dunklen Materie nur unter bestimmten Umständen kollidieren. Nämlich dann, wenn sie eine bestimmte Geschwindigkeit und somit Energie besitzen. Nur in diesem Falle trete die notwendige Resonanz auf, die ihre Interaktion ermöglich, wie «scinexx» schreibt.
Die Wissenschaft geht davon aus, dass mehr als 80 Prozent des Universums aus dunkler Materie besteht. Nur wenn man von ihrer Existenz ausgeht, kann man bestimmte Verhaltensweisen zahlreicher Galaxien erklären. Doch es ist unklar, aus welchen Teilchen die Dunkle Materie besteht.
Aktuellen Modellen zufolge müssten sich im Zentrum sämtlicher Galaxien grosse Mengen an Dunkler Materie befinden.
Dunkle Materie mal so und mal so
Dies sei nicht immer der Fall. «Viele Zwerggalaxien und einige lichtschwache Spiralgalaxien haben eine geringere Dunkle Materie-Dichte im Zentrum als erwartet». Das erklären Xiaoyong Chu von der Österreichischen Akademie und sein Team.
Das sei theoretisch mit Kollisionen der Teilchen von der Dunklen Masse unter sich erklärbar. Wenn sie kollidieren, stossen sie sich ab und werden weggeschleudert oder gar ausgelöscht. Das würde das Fehlen mancher Klumpen Dunkler Materie erklären, theoretisch. Ebenfalls Theoretisches Problem: Dies müsste im Zentrum aller Galaxien geschehen und nicht nur bei einigen.
Diesen Widerspruch könnten der österreichische Forscher und sein Team nun gelöst haben. Von ihnen wurde ein Modell entwickelt, das erklärt, wann und warum Teilchen dieser Dunklen Masse miteinander wechselwirken und kollidieren.
Vergleichbar mit Gitarrensaite
So sei dies nur dann möglich, wenn sie mit einer eher niedrigen Geschwindigkeit zusammenprallen. Dieser Umstand sei besonders in Zwerggalaxien gegeben, da sich die Dunkle Masse dort eher langsam bewegt.
«Das geschieht dagegen nicht in Galaxienhaufen, wo sie sich schnell bewegen. Sie müssen eine Resonanz treffen, damit es zur Kollision kommt» so der Forscher weiter. Als Vergleich nennt er die Resonanz einer Gitarrensaite. Diese schwingt nur dann mit einer Stimmgabel mit, wenn sie richtig gestimmt ist.
«Soweit wir wissen, ist unser Modell die einfachste Erklärung für das Rätsel. Sie könnte uns beim Verständnis, was Dunkle Materie ist, ein grosses Stück voranbringen» sagt ein Co-Autor der wissenschaftlichen Arbeit.
Das sagt Hitoshi Murayama und ist von der University of California Berkeley. Als nächstes möchte das Team die Theorie mit noch mehr Beobachtungsdaten untermauern.
Die Wissenschaftliche Arbeitfinden Sie hier.