Astronomen, die das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA verwenden, haben nach Hinweisen auf vermutete Arten von Partikeln der dunklen Materie in schwachen Zwerggalaxien in der Nähe der Milchstraße gesucht - relativ „langweilige“ Galaxien, die wenig Aktivität aufweisen, aber bekanntermaßen große Mengen dunkler Materie enthalten. Die Ergebnisse?
Dies sind nicht die Partikel, nach denen wir suchen.
Es wird angenommen, dass 80% des Materials im physischen Universum aus dunkler Materie besteht - Materie, die Masse und Schwerkraft hat, aber keine elektromagnetische Energie emittiert (und daher unsichtbar ist). Seine Gravitationseffekte sind insbesondere in Wolken zu beobachten, die Galaxien umgeben, in denen der Verdacht besteht, dass sie sich in großen Mengen befinden. Dunkle Materie kann die Bewegungen von Sternen, Galaxien und sogar ganzen Galaxienhaufen beeinflussen ... aber wenn es darauf ankommt, wissen die Wissenschaftler immer noch nicht genau Was dunkle Materie ist.
Mögliche Kandidaten für dunkle Materie sind subatomare Partikel, die als WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) bezeichnet werden. WIMPs absorbieren oder emittieren kein Licht und interagieren nicht mit anderen Partikeln, sondern immer dann, wenn sie mit ihnen interagieren gegenseitig sie vernichten und senden Gammastrahlen aus.
Wenn dunkle Materie aus WIMPs besteht und die Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen, große Mengen dunkler Materie enthalten, können alle Gammastrahlen, die die WIMPs emittieren, vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA erfasst werden.
Immerhin ist es das, was Fermi tut.
Zehn solcher Galaxien - Zwergsphäroide genannt - wurden über einen Zeitraum von zwei Jahren mit dem Großflächenteleskop (LAT) von Fermi beobachtet. Das internationale Team sah keine Gammastrahlen innerhalb des Bereichs, der von der Vernichtung von WIMPs erwartet wurde, und schränkte so die Möglichkeiten der Dunklen Materie ein ist.
"Tatsächlich komprimiert die Fermi LAT-Analyse die theoretische Box, in der sich diese Partikel verstecken können", sagte Jennifer Siegal-Gaskins, Physikerin am California Institute of Technology in Pasadena und Mitglied der Fermi LAT Collaboration.
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Anstelle eines „fehlgeschlagenen Experiments“ bedeutet eine solche Nichterkennung, dass Forscher zum ersten Mal wissenschaftlich sicher sein können, dass WIMP-Kandidaten innerhalb eines bestimmten Bereichs von Massen und Interaktionsraten liegen kann keine dunkle Materie sein.
(Manchmal geht es in der Wissenschaft darum, zu wissen, was nicht zu suchen.)
Ein Papier mit detaillierten Angaben zu den Ergebnissen des Teams erschien am 9. Dezember 2011 in der Ausgabe der Physical Review Letters. Lesen Sie hier mehr auf der Fermi-Missionsseite.
