Es ist die erste endgültige Entdeckung einer anderen Eigenschaft als Masse, die mit der unsichtbaren dunklen Materie in Verbindung gebracht wurde, die 27 Prozent unseres Universums ausmacht.
Vergleich zweier Galaxienhaufen. Links ein ausgebreitetes Cluster. Richtig, ein dichter gepackter Cluster. Diese strukturellen Unterschiede könnten mit der Umgebung der Dunklen Materie zusammenhängen, heißt es in einer neuen Studie. Bild über Sloan Digital Sky Survey.
Eine neue Studie, veröffentlicht am 25. Januar 2016 in Physische Überprüfungsschreiben schlägt vor, dass ein Galaxienhaufen Interne Struktur ist mit seiner dunklen Materie verbunden. Es ist das erste Mal, dass eine Immobilie neben der Masse eines Galaxienhaufens wurde mit der umgebenden dunklen Materie verknüpft.
Hironao Miyatake vom NASA Jet Propulsion Laboratory leitete diese Forschung. Er sagte in einer Erklärung von JPL:
Galaxienhaufen sind wie die großen Städte unseres Universums.
So wie Sie die Lichter einer Stadt in der Nacht von einem Flugzeug aus betrachten und ihre Größe ableiten können, vermitteln uns diese Cluster ein Gefühl für die Verteilung der dunklen Materie, die wir nicht sehen können.
Dunkle Materie soll überall um uns herum sein und 27 Prozent aller Materie und Energie im Universum ausmachen. Seit Jahrzehnten schließen Wissenschaftler aus der Betrachtung der normalen Materie auf das Vorhandensein dunkler Materie. Sie haben zum Beispiel gelernt, dass je schwerer ein Galaxienhaufen ist - das heißt, je mehr Masse er enthält - desto mehr dunkle Materie in seiner Umgebung hat.
Die Verbindung zwischen der Masse eines Galaxienhaufens und der umgebenden dunklen Materie ist gut etabliert.
Die Suche nach einer neuen Eigenschaft der sichtbaren Materie, die auch mit der Dunklen Materie verknüpft ist - in diesem Fall der inneren Struktur von Galaxienhaufen - bietet Astronomen eine weitere Möglichkeit, nicht nur die Dunkle Materie, sondern auch die Dunkle Energie, die großräumige Struktur des Universums und das Universum zu untersuchen Inflationsphysik. Hironao Miyataoke drückte seine Begeisterung folgendermaßen aus:
Ich bin begeistert, dass wir endlich klare Beweise für den Zusammenhang zwischen der inneren Struktur von Clustern und der Umgebung der Dunklen Materie gefunden haben.
Wir haben viele Dinge überprüft, um sicherzugehen, dass das Ergebnis stimmt.
Größer anzeigen. | Dieses Bild aus dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA zeigt die innere Region von Abell 1689, einem riesigen Galaxienhaufen. Wissenschaftler sagen, dass die Galaxienhaufen, die wir heute sehen, aus Schwankungen der Dichte der dunklen Materie im frühen Universum resultieren. Bild über NASA / ESA / JPL-Caltech / Yale / CNRS
Die JPL-Erklärung erklärte, wie diese Wissenschaftler ihre Forschungen durchführten:
Die Forscher untersuchten ungefähr 9.000 Galaxienhaufen aus dem Katalog der Sloan Digital Sky Survey DR8-Galaxien und teilten sie anhand ihrer internen Strukturen in zwei Gruppen ein: eine, in der die einzelnen Galaxien in den Haufen weiter verteilt waren, und eine, in der sie eng zusammengepackt waren.
Die Wissenschaftler verwendeten eine Technik namens Gravitationslinsen, mit der untersucht wurde, wie die Schwerkraft von Clustern Licht von anderen Objekten ablenkt, um zu bestätigen, dass beide Gruppen ähnliche Massen hatten.
Beim Vergleich der beiden Gruppen stellten die Forscher jedoch einen wichtigen Unterschied in der Verteilung der Galaxienhaufen fest.Normalerweise sind Galaxienhaufen im Durchschnitt 100 Millionen Lichtjahre von anderen Haufen entfernt. Für die Gruppe der Cluster mit dicht gepackten Galaxien gab es in dieser Entfernung jedoch weniger benachbarte Cluster als für die sparser Cluster.
Mit anderen Worten, die Umgebung der Dunklen Materie bestimmt, wie voll ein Cluster mit Galaxien ist.
Astronom David Spergel, ein Mitautor der Studie, fasste die Ergebnisse zusammen, als er sagte:
Kosmologen vertreten seit langem eine sehr einfache Theorie, die Eigenschaften eines Clusters werden allein durch seine Masse bestimmt.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Situation weitaus komplexer ist: Auch das Umfeld der Cluster spielt eine wichtige Rolle.
Astronomen versuchen seit vielen Jahren, Beweise für dieses komplexere Bild zu finden: Dies ist die erste endgültige Entdeckung.
Die Verbindung zwischen der inneren Struktur von Galaxienhaufen und der Verteilung von Galaxienhaufen. Bild durch Sloan Digital Sky Survey, Kavli Institute.
Fazit: Eine neue Erkenntnis einer Verbindung zwischen der inneren Struktur von Galaxienhaufen und der umgebenden dunklen Materie.
Über die NASA JPL und das Kavli Institute.