Die Standardkosmologie erfordert viel mehr Zwerggalaxien als wir sehen. Eine neue Computersimulation lässt vermuten, dass wir schließlich nicht so viele Zwerggalaxien benötigen.
Eine Computersimulation zeigt Sterne in einer Galaxie wie unserer Milchstraße links und die Dunkle Materie derselben Region rechts. Bild über Andrew Wetzel / Carnegie Science.
Astronomen haben einige Jahre lang über das Rätsel der Zwerggalaxien nachgedacht. Die Standardkosmologie sagt voraus, dass es Hunderte von Zwerggalaxien im Orbit um Galaxien wie unsere Milchstraßengalaxie geben sollte. Bisher kennen die Astronomen jedoch nur etwa 50 kleine Galaxien innerhalb von etwa 1,4 Millionen Lichtjahren um die Milchstraße, und es ist möglich, dass sie nicht alle echte Milchstraßensatelliten sind. Also, wo sind die restlichen Zwerggalaxien? Der Astronomietheoretiker Andrew Wetzel, der eine gemeinsame Ernennung mit Carnegie Observatories und Caltech hat, glaubt, dass sie schließlich nicht existieren müssen.
Wetzel führte eine sehr detaillierte Computersimulation einer Galaxie wie unserer Milchstraße durch. In seiner Aussage von CarnegieScience heißt es:
… Die bisher genauesten Vorhersagen über die Zwerggalaxien in der Nachbarschaft der Milchstraße. Wetzel hat dies erreicht, indem er die höchstauflösende und detaillierteste Simulation einer Galaxie wie unserer Milchstraße ausführte.
Das ist eine Menge Superlative, und die Zeit wird zeigen, ob Wetzels Arbeit den Test der Zeit besteht. Vorerst werden seine Ergebnisse von veröffentlicht Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe, eine begutachtete Zeitschrift. Und in der Carnegie-Erklärung heißt es:
Aufregenderweise führte sein Modell zu einer Population von Zwerggalaxien, die den Beobachtungen der Astronomen um uns herum ähnelt.
Was hat dunkle Materie damit zu tun? Das kosmologische Standardmodell - das als Lambda-Kalt-Dunkle-Materie-Modell bezeichnet wird - fordert die große Anzahl (bisher nicht beobachteter) Zwerggalaxien.
Bei dem Versuch zu erklären, warum wir so wenige sehen, haben Astronomen verschiedene theoretische Optimierungen am Modell vorgenommen, aber keine von ihnen konnte sowohl die geringe Anzahl von Zwerggalaxien als auch ihre Eigenschaften, einschließlich ihrer Massen, Größen und Dichten, erklären.
Außerdem haben einige Astronomen versucht zu sagen, dass wir nicht genug Beobachtungstechniken haben, um alle Zwerggalaxien zu sehen, die es gibt. In den letzten Jahren, als sich die Beobachtungstechniken verbessert haben, wurden mehr Zwerggalaxien entdeckt, die die Milchstraße umkreisen, aber immer noch nicht genug, um mit Vorhersagen auf der Grundlage kosmologischer Standardmodelle übereinzustimmen.
Größer anzeigen. | Eine Infrarotkarte unserer Milchstraße mit 9 neuen Objekten, die rot markiert sind. Es handelt sich um Zwerggalaxien (und / oder Kugelhaufen), die 2015 entdeckt wurden. Nach dem derzeit am meisten akzeptierten Modell unseres Universums gibt es jedoch immer noch weit weniger Zwerggalaxien, als es sein sollte. Bild über S. Koposov, V. Belokurov (IoA, Cambridge) und 2MASS-Umfrage.
Aus diesem Grund haben Wissenschaftler ihre Computersimulationstechniken verfeinert. Sie versuchen, die Vorhersagen der theoretischen Modelle besser mit den Beobachtungen in Einklang zu bringen. Insbesondere arbeiteten Wetzel und seine Mitarbeiter daran, die komplexe Physik der Sternentwicklung sorgfältig zu modellieren, einschließlich der Auswirkung von Supernovae - explodierende Sterne - auf ihre Wirtsgalaxien. Wetzel erklärte:
Durch die Verbesserung der Modellierung der Physik von Sternen bot diese neue Simulation eine klare theoretische Demonstration, dass wir tatsächlich die Zwerggalaxien verstehen können, die wir rund um die Milchstraße beobachtet haben.
Unsere Ergebnisse versöhnen daher unser Verständnis der Rolle der Dunklen Materie im Universum mit Beobachtungen von Zwerggalaxien in der Nachbarschaft der Milchstraße.
Möchten Sie mehr über Dunkle Materie erfahren? Das Video unten ist eine (sehr langsame) Grundierung!
Fazit: Das kosmologische Standardmodell - das so genannte Lambda-Kältemodell der Dunklen Materie - fordert eine große Anzahl (bisher nicht beobachteter) Zwerggalaxien. Eine neue Computersimulation von Andrew Wetzel von den Carnegie Observatories und Caltech legt nahe, dass wir schließlich nicht so viele Zwerggalaxien benötigen.