Schau dir eine Galaxie an, was siehst du? Wahrscheinlich viele Sterne. Nebel auch. Und das ist es wahrscheinlich. Eine ganze Reihe von Sternen und Gas in verschiedenen bunten Sortimenten; eine Freude für das Auge. Und zwischen diesen Sternen vergraben, wenn Sie genau genug hinschauten, könnten Sie Planeten, Schwarze Löcher, Weiße Zwerge, Asteroiden und alle möglichen Arten von klobigem Krimskrams finden. Das übliche galaktische Milieu.
Was Sie nicht sehen würden, ist der größte Teil dieser GalaxieJa wirklichgemacht aus. Sie würden das Unsichtbare, das Verborgene nicht sehen. Sie würden den Großteil dieser galaktischen Masse nicht sehen. Du würdest die dunkle Materie nicht sehen.
Dunkle Materie ist am meisten
Dunkle Materie ist eine hypothetische Form von Materie, und in dieser Hypothese schwimmen Sie gerade darin. Soweit wir das beurteilen können, basierend auf jahrzehntelangen sorgfältigen und akribischen Beobachtungen von allem, von der Bewegung von Sternen innerhalb von Galaxien über die Bewegung von Galaxien innerhalb von Haufen bis zu den frühen Momenten des Urknalls bis hin zum Strukturwachstum im gesamten Universum (d , wir haben wirklich hart daran gearbeitet), unser Kosmos ist nicht das, was an der Oberfläche zu sein scheint.
Das Hauptergebnis: Die meisten Rohmaterialien in unserem Universum interagieren einfach nicht mit Licht. Der übliche Name ist „dunkle Materie“, aber ein besserer Name könnte seinunsichtbarGegenstand. Wir wissen nicht genau, was es ist ( wir arbeiten noch daran ), aber die Dunkle Materie scheint eine Art mikroskopisches Teilchen zu sein, das jede Galaxie überflutet und ihnen zusätzliche Masse verleiht. Da diese dunkle Materie nicht mit Licht interagiert, fühlt sie nichts mit der elektromagnetischen Kraft zu tun, d.
Das Gewicht des Nichts
So mächtig diese Dunkle Materie auch ist, um tiefe und verwirrende Probleme des Universums zu erklären, sie hat einige Schwächen. Vor allem, wenn Astrophysiker Führen Sie Computersimulationen des Wachstums von Galaxien durch – ihre Entstehung und Entwicklung im Laufe von Milliarden von Jahren mit der gesamten bekannten Physik zu verfolgen, die eine Galaxie zu einer Galaxie macht – sie stellen fest, dass die Dunkle Materie dazu neigt, sich im Zentrum dieser Galaxien wirklich, wirklich zu obszön hohen Dichten zu verklumpen .
Das ist für sich genommen eine schöne und gute Vorhersage, aber sie stimmt nicht ganz mit den Beobachtungen überein. Während wir die dunkle Materie nicht direkt sehen können (denken Sie daran: unsichtbar), können wir ihre Auswirkungen auf alles andere sehen, einschließlich der normalen Materie. Die Dunkle Materie spielt vielleicht nicht das elektromagnetische Spiel, aber sie spricht mit der Schwerkraft, denn die Schwerkraft ist superfreundlich und kann mit jedem Fetzen von Masse und Energie im gesamten Universum sprechen.
Die Milchstraße und ihr Halo aus dunkler Materie. Bildnachweis: Sload Digital Sky Survey
Wenn Sie also eine Galaxie mit Dunkler Materie füllen und die Dunkle Materie dazu neigt, sich in der Mitte stark zu verklumpen, dann wird es eine Menge gebenLastim Zentrum der Galaxie und zieht das umgebende Gas an. Wenn dieses Gas auf den Kern komprimiert wird, wird es schrumpfen und kollabieren, was massive Sternentstehungsereignisse auslöst und viele neue Sterne hervorbringt.
Mit anderen Worten, die Kerne von Galaxien sollten Haufen auf molekularer Haufen von Gas und Sternen haben. Und obwohl galaktische Zentren in der Tat sehr reiche Orte sind, sind sie es nichtdasReich.
Die Schlussfolgerung daraus, dass die banale Vorhersage über das Verhalten der Dunklen Materie in galaktischen Kernen nicht die ganze Geschichte ist. Da wir so viele andere gute Gründe haben zu glauben, dass Dunkle Materie eine Sache ist, stellt sich die Frage: Was stößt sie aus dem Kern?
Dinge aufrütteln
Geben Sie zehn theoretischen Physik ein Problem und sie werden ein Dutzend Lösungen finden. Und im Fall der „Cuspiness“ der Kerne der Dunklen Materie haben sie es geschafft, alle möglichen lustigen Erklärungen herauszubringen. Vielleicht ist dunkle Materie exotischer als wir dachten, sie kann durch eine neue fünfte Naturkraft leicht mit sich selbst interagieren und sich im Kern glätten. Vielleicht ist dunkle Materie nur ein bisschen von Natur aus warm und energisch und hat es schwer, sich im Zentrum zu bündeln.
So cool diese Optionen auch sind, vielleicht ist die Erklärung etwas banaler. Die Dunkle Materie kann über die Schwerkraft das Verhalten der normalen Materie beeinflussen und das Gleiche gilt umgekehrt. Die normale Materie unseres Universums ist zwar wesentlich weniger sperrig als ihre dunklen Gegenstücke, kann aber alles andere zerren und ziehen und verbreiten, selbst wenn es nur ein winziges bisschen ist.
Der galaktische Kern, beobachtet mit Infrarotlicht und Röntgenlicht. Bildnachweis: NASA, ESA, SSC, CXC und STScI
Kürzlich ein Team von Astronomen untersuchte mehrere Populationen von Zwerggalaxien , wo der Zusammenhang zwischen dunkler und normaler Materie am einfachsten untersucht werden könnte. Sie verwendeten diese Proben, um nach Beziehungen zwischen Sternentstehung und zentraler Dichte zu suchen. In diesem Szenario, wenn eine Galaxie in letzter Zeit viel Sternentstehung erlebt hat, löst dies explosive Supernova-Winde aus und andere temperamentvolle Ausbrüche , dann würde das viel normale Materie aus dem Kern treiben, und die Schwerkraft würde ihr Ding machen und einen Teil der dunklen Materie mit dem normalen Zeug mitziehen.
Die Studie fand ein faszinierendes Ergebnis: Zwerggalaxien mit vielen neueren Sternentstehungen ('jüngere' innerhalb der letzten sechs Milliarden Jahre) hatten eine glattere zentrale Dichte, während ihre weniger aktive Geschwister waren in ihren Zentren viel empfindlicher, was diese Hypothese begünstigte, dass normale Materie tatsächlich die Dunkelheit beeinflussen kann. Auch wenn dies das Rätsel um die Natur der Dunklen Materie nicht vollständig löst, ist es ein wesentlicher Schritt nach vorne.
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