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Computersimulation: Milchstraße besitzt womöglich Scheibe aus Dunkler Materie

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Auf Grund von Computersimulationen nehmen Wissenschaftler in unserer Milchstraße eine Scheibe aus Dunkler Materie an. Diese könnte ihrer Meinung nach entscheidend dazu beitragen, den mysteriösen Stoff direkt nachzuweisen und seine Natur zu erklären. Bisher wird angenommen, dass die Galaxis von einem sphärischen Halo aus Dunkler Materie umgeben ist.

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Halo aus Dunkler Materie | Bisherige Simulationen ergaben dieses Bild einer Galaxie: Ein sphärischer Halo aus Dunkler Materie ragt weit über das Sternsystem hinaus ins All. Im dichten Zentrum des Halos liegt der hier nicht gezeigte, sichtbare Teil der Galaxie (Durchmesser von etwa 20 Kiloparsec). Begleitgalaxien sind jeweils mit ihrem eigenen "Subhalo" als helle Punkte zu erkennen.
Diese Annahme basiert laut Justin Read von der Universität Zürich und seine Kollegen allerdings auf Computermodellen, die nur die Anziehungskraft der Dunklen Materie einbeziehen. Die neuen Simulationen berücksichtigen hingegen auch die von gewöhnlicher Materie ausgehende Gravitationswirkung.

Sterne und Gas sollen sich bereits in der Frühzeit des Universums in Scheiben angesammelt und damit auch beeinflusst haben, wie sich kleinere Halos aus Dunkler Materie bilden. Die Ergebnisse der Wissenschaftler deuten nun darauf hin, dass sich die meisten Klumpen in unserer Nähe rund um die Milchstraße versammelten. Die größten Klumpen wurden dagegen bevorzugt in Richtung der galaktischen Ebene gezogen und dann auseinander gerissen.

Auf diese Weise bildete sich eine Scheibe aus Dunkler Materie innerhalb der Galaxis. Diese besitzt aber nur rund die Hälfte der Dichte der im Halo angehäuften Dunklen Materie, berichtet Read. Das sei auch der Grund, warum niemand sie vorher bemerkt habe. Sollte die abgeplattete Ansammlung tatsächlich existieren, hätte das enorme Auswirkungen für den Nachweis der rätselhaften Materie, fährt er fort.

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Milchstraße | Das Bild zeigt die hypothetische Scheibe aus Dunkler Materie (rötlich gefärbt) über einer Aufnahme der Milchstraße.
Erde und Sonne bewegen sich mit rund 220 Kilometern pro Sekunde auf einer fast kreisförmigen Umlaufbahn um das Zentrum der Galaxis. Da sich der "dunkle" Halo nicht mitdreht, sind wir auf der Erde theoretisch ständig von einem Wind aus schnellen Dunkle-Materie-Partikeln umgeben. Da die "dunkle" Scheibe in derselben Geschwindigkeit rotieren sollte wie die galaktische Scheibe, wären die Teilchen darin aus unserer Perspektive viel langsamer.

Damit sind sie prinzipiell einfacher nachzuweisen als die schnellen Halo-Partikel. Bislang können die Detektoren die langsamen Teilchen allerdings noch nicht vom Hintergrundrauschen unterscheiden, erklären die Autoren. Aber bereits in naher Zukunft sollten sensiblere Experimente ihre Simulation überprüfbar machen. (mp)
17.09.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 17.09.2008

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  • Quellen
Read, J. I. et al.: Thin, thick and dark discs in ΛCDM. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 389, S. 1041–1057, 2008.

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