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Dunkle Materie kann die Drehung des zentralen Sternenbalkens der Milchstraße verlangsamen


Dunkle Materie kann eine echte Belastung sein. Die Anziehungskraft dieser nicht identifizierten, unsichtbaren Materie in der Milchstraße könnte den rotierenden Sternenstab im Herzen der Galaxie verlangsamen.

Basierend auf einer Technik, die die Geschichte der Verlangsamung auf ähnliche Weise wie bei der Analyse der Ringe eines Baumes nachbildet, hat sich die Geschwindigkeit des Balkens seit seiner Entstehung vor Milliarden von Jahren um mindestens 24 Prozent verringert, berichten Forscher im August Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.

Diese Verlangsamung ist „ein weiterer indirekter, aber wichtiger Beweis dafür, dass Dunkle Materie eine Sache ist, nicht nur eine Vermutung, weil dies ohne sie nicht passieren kann“, sagt der Astrophysiker Martin Weinberg von der University of Massachusetts Amherst, der nicht an der lernen.

Viele Spiralgalaxien, einschließlich der Milchstraße, enthalten eine zentrale stabförmige Region, die dicht mit Sternen gefüllt und von den windenden Armen der Galaxie umgeben ist. Die Bar hat auch einige Groupies: eine Crew von Sternen, die durch den Gravitationseinfluss der Bar gefangen sind. Diese Sterne umkreisen einen gravitationsstabilen Punkt, der sich neben dem Balken und weiter vom Zentrum der Galaxie entfernt befindet, bekannt als Lagrange-Punkt (SN: 26.02.21).

Wenn sich die Drehung der Stange verlangsamt, wird sie länger und die Tagalongs der Stange bewegen sich ebenfalls nach außen. In diesem Fall wird diese Kohorte von Mitläufern zusätzliche Sterne sammeln. Laut Computersimulationen des Prozesses sollen sich diese zusätzlichen Sterne in Schichten außerhalb der Gruppe anordnen, sagt der Astrophysiker Ralph Schönrich vom University College London. Die Sternenschichten prägen das Wachstum der Gruppe. „Es ist eigentlich wie ein Baum, den man in seiner eigenen Galaxie fällen kann“, sagt er.

Schönrich und der Astrophysiker Rimpei Chiba von der Universität Oxford untersuchten, wie sich die Zusammensetzung der Sterne in der Gruppe vom äußeren Rand bis in die tieferen Schichten verändert. Daten der Raumsonde Gaia der Europäischen Weltraumorganisation ESA zeigten, dass Sterne in den äußeren Schichten des Balkens tendenziell weniger mit Elementen angereichert sind, die schwerer als Helium sind, als Sterne in den inneren Schichten. Das ist ein Beweis dafür, dass sich die Gruppe von Sternen aufgrund der Verlangsamung des Balkens nach außen bewegt, sagen die Forscher. Das liegt daran, dass Sterne im Zentrum der Galaxie – die in der fernen Vergangenheit auf die Gruppe geleuchtet hätten – tendenziell mit schwereren Elementen angereichert sind als die weiter entfernten.

Die Verlangsamung des Balkens deutet darauf hin, dass eine Gravitationskraft auf ihn einwirkt, nämlich die Anziehungskraft dunkler Materie in der Galaxie. Normale Materie allein würde nicht ausreichen, um die Geschwindigkeit des Balkens zu reduzieren. „Wenn es keine dunkle Materie gibt, wird der Balken nicht langsamer“, sagt Chiba.

Aber die Ergebnisse haben einige Skepsis geweckt. „Das überzeugt mich leider noch nicht“, sagt Astrophysiker Isaac Shlosman von der University of Kentucky in Lexington. Er bezweifelt zum Beispiel, dass die Jahrringschichtung wirklich stattfinden würde. Es sei „kaum zu glauben, dass dies in einem realistischen System der Fall ist“ im Gegensatz zu einer vereinfachten Computersimulation, sagt er.

Weinberg hingegen sagt, dass die Studie zwar auf einer Vielzahl von Annahmen beruht, er sie aber für richtig hält. „Es hat den richtigen Geruch.“

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