Astronomen kratzen sich am Kopf über einer neuen Beobachtung eines „Klumpens“ dunkler Materie, der offenbar nach einer massiven Fusion zwischen Galaxienhaufen zurückgeblieben ist. Die Implikationen dieser Entdeckung stellen das aktuelle Verständnis darüber, wie dunkle Materie Galaxien und Galaxienhaufen beeinflusst, vor Herausforderungen.
Die im Jahr 2007 gemachten Beobachtungen wurden zunächst als schlechte Daten abgetan. Neue Daten, die 2008 vom Hubble-Weltraumteleskop erhalten wurden, bestätigten die früheren Beobachtungen der Trennung von Dunkler Materie und Galaxien. Die neuen Erkenntnisse basieren auf Beobachtungen eines entfernten verschmelzenden Galaxienhaufens namens Abell 520. Zu diesem Zeitpunkt stehen Astronomen vor einer Herausforderung, um zu erklären, warum sich dunkle Materie nicht wie erwartet verhält.
"Dieses Ergebnis ist ein Rätsel", sagte der Astronom James Jee (Universität von Kalifornien, Davis). "Dunkle Materie verhält sich nicht wie vorhergesagt und es ist nicht offensichtlich klar, was los ist. Theorien der Galaxienbildung und der dunklen Materie müssen erklären, was wir sehen. “
Aktuelle Theorien zur Dunklen Materie besagen, dass es sich möglicherweise um eine Art Gravitationskleber handelt, der Galaxien zusammenhält. Eine der anderen interessanten Eigenschaften der Dunklen Materie ist, dass sie nach allen Angaben nicht aus dem gleichen Material wie Menschen und Planeten besteht, sondern „gravitativ“ mit normaler Materie interagiert. Gegenwärtige Methoden zur Untersuchung der Dunklen Materie sind die Analyse galaktischer Fusionen, da Galaxien anders interagieren als ihre Halos der Dunklen Materie. Die aktuellen Theorien werden durch visuelle Beobachtungen von Galaxienfusionen im Bullet Cluster gestützt und sind zu einem klassischen Beispiel für unser derzeitiges Verständnis der Dunklen Materie geworden.
Studien zu Abell 520 veranlassen Astronomen, zweimal über unser derzeitiges Verständnis der Dunklen Materie nachzudenken. Erste Beobachtungen ergaben dunkle Materie und heißes Gas, aber es fehlten leuchtende Galaxien - die normalerweise in denselben Regionen wie die Konzentrationen dunkler Materie nachgewiesen werden. Um die Beobachtungen zu verstehen, verwendeten die Astronomen Hubbles Weitfeld-Planetenkamera 2, um dunkle Materie im Cluster mithilfe einer Gravitationslinsen-Technik abzubilden.
"Beobachtungen wie die von Abell 520 sind demütig in dem Sinne, dass wir trotz aller Sprünge in unserem Verständnis hin und wieder kalt bleiben", sagte Arif Babul (Universität von Victoria, British Columbia).
Jee fügte hinzu: „Wir kennen vielleicht sechs Beispiele für Hochgeschwindigkeits-Galaxienhaufen-Kollisionen, bei denen die dunkle Materie kartiert wurde, aber der Bullet Cluster und Abell 520 sind die beiden, die die klarsten Beweise für die jüngsten Fusionen zeigen, und sie stimmen nicht überein andere. Keine einzige Theorie erklärt das unterschiedliche Verhalten der Dunklen Materie bei diesen beiden Kollisionen. Wir brauchen mehr Beispiele. “
Das Team hat an zahlreichen Möglichkeiten für ihre Ergebnisse gearbeitet, von denen jede ihre eigenen unbeantworteten Fragen hat. Eine solche Möglichkeit ist, dass Abell 520 eine kompliziertere Fusion war als die Begegnung mit Bullet Cluster. Möglicherweise haben sich in Abell 520 mehrere Galaxien zusammengeschlossen, anstatt der beiden, die für den Bullet Cluster verantwortlich sind. Eine andere Möglichkeit ist, dass dunkle Materie wie gut gekochter Reis klebrig sein kann. Wenn Teilchen gewöhnlicher Materie kollidieren, verlieren sie Energie und werden dadurch langsamer. Es kann möglich sein, dass dunkle Materie mit sich selbst interagiert und nach einer Kollision zwischen zwei Galaxien zurückbleibt.
Eine andere Möglichkeit könnte sein, dass sich mehr Galaxien im Kern befanden, aber zu dunkel waren, als dass Hubble sie hätte erkennen können. Da die Galaxien dunkler waren, hätten sie weit weniger Sterne gebildet als andere Arten von Galaxien. Das Team plant, seine Hubble-Daten zu verwenden, um Computersimulationen der Kollision zu erstellen, in der Hoffnung, wichtige Hinweise zu erhalten, um das ungewöhnliche Verhalten der Dunklen Materie besser zu verstehen.
Wenn Sie mehr über das Hubble-Weltraumteleskop erfahren möchten, besuchen Sie: http://www.nasa.gov/hubble
