Diese Abbildung zeigt die sichtbare Milchstraße, umgeben von einem „zerquetschten Beachball“-förmigen Halo aus dunkler Materie. Quelle: UCLA
Unsere Galaxie hat die Form einer flachen Spirale, oder? Nicht, wenn es um dunkle Materie geht. Astronomen gaben heute bekannt, dass der Halo der Dunklen Materie der Milchstraße, der etwa 70 % der Masse der Galaxie ausmacht, tatsächlich die Form eines zerquetschten Strandballs hat.
Dunkle Materie ist völlig unsichtbar, aber sie gehorcht immer noch dem Gesetz der Schwerkraft, so dass die Existenz von Halos aus dunkler Materie und ihre Form abgeleitet werden können, indem man die Umlaufbahnen von Zwerggalaxien beobachtet, die die viel größere Milchstraße umkreisen.
Um die Umlaufbahn eines Objekts zu bestimmen, muss man leider seine Position an mehreren Punkten in dieser Umlaufbahn messen, und Zwerggalaxien brauchen etwa eine Milliarde Jahre, um die Milchstraße zu umrunden. Astronomen sind einfach noch nicht lange genug da, um auch nur einen Bruchteil einer vollständigen Umlaufbahn zu beobachten. Zum Glück müssen sie das nicht.
Zwerggalaxien, genau wie ihre Pendants in voller Größe, und bestehen aus Milliarden von Sternen. Wenn die Gezeitenkräfte einer großen Galaxie wie der Milchstraße auf eine Zwerggalaxie wirken, entsteht ein Sternenstrom, der die Umlaufbahn der Zwerggalaxie nachzeichnet. Mithilfe von Daten aus riesigen Himmelsdurchmusterungen konnte eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von David Law an der UCLA die Umlaufbahn der Schütze-Zwerggalaxie rekonstruieren. Es gab nur ein Problem: Verschiedene Teile der Zwerggalaxie hatten unterschiedliche Umlaufbahnen, was zu sehr unterschiedlichen Haloformen der Dunklen Materie führte.
Law und seine Kollegen Steven Majewski (University of Virginia) und Kathryn Johnston (Columbia University) lösten dieses Problem, indem sie Modelle des Halo der Dunklen Materie „triaxial“ sein ließen, also in allen drei Dimensionen unterschiedliche Längen haben. Die beste Modelllösung führt zu einem Halo in Form eines seitlich gequetschten Wasserballs.
„Wir erwarteten eine gewisse Abflachung basierend auf den Vorhersagen der besten Theorien zur Dunklen Materie“, sagte Law, „aber das Ausmaß und insbesondere die Ausrichtung der Abflachung waren ziemlich unerwartet. Darüber sind wir ziemlich gespannt, denn es stellt sich die Frage, wie sich unsere Galaxie in ihrer jetzigen Ausrichtung gebildet hat.“
Schütze ist nicht die einzige Zwerggalaxie, die die Milchstraße umkreist, und Law und seine Kollegen planen, die Umlaufbahnen anderer Zwerggalaxien zu untersuchen, um ihr Modell zu verfeinern. „Es wird wichtig sein zu sehen, ob diese Ergebnisse halten, wenn für mehr dieser Galaxien präzise Umlaufbahnen gemessen werden. In der Zwischenzeit ist solch ein zerquetschter Halo aus dunkler Materie eine der besten Erklärungen für die beobachteten Daten.“
Diese Abbildung zeigt die sichtbare Milchstraße (blaue Spirale) und die Sternenströme repräsentieren die von Gezeiten zerfetzte Schütze-Zwerggalaxie. Quelle: UCLA
