Ich verliere meins, aber das Sonnensystem ist vielleicht viel haariger als wir jemals gedacht haben, mit dicken Ernten von Filamenten Dunkle Materie Streaming durch den Erdkern und wieder heraus, selbst wenn Sie dies lesen.
EIN neue Studie Veröffentlichung dieser Woche im Astrophysical Journal von Gary Prézeau des Jet Propulsion Laboratory der NASA schlägt die Existenz langer Filamente aus dunkler Materie oder „Haaren“ vor. Dunkle Materie ist eine hypothetische Form von Materie, die kein Licht emittiert und sich damit unseren Versuchen widersetzt, sie zu sehen und zu fotografieren. Aufgrund vieler Beobachtungen ihrer Anziehungskraft auf gewöhnliche Materie haben Astronomen die Menge an dunkler Materie mit einer Genauigkeit von 1% gemessen .
Massive Mengen davon bildeten nach dem Urknall und folgende Epoche von kosmische Inflation das diente als Orte für die „Kondensation“ von Galaxien der hellen Materie. Wir verdanken unsere Existenz wahrscheinlich diesem Zeug, was auch immer es ist, das noch nicht direkt entdeckt wurde. Zusammen mit der dunklen Energie bleibt es eines der größten Geheimnisse unserer Zeit.
Als ob das nicht genug wäre, macht dunkle Materie 85% aller bekannten Materiereserven im Universum und 27% des gesamten kosmischen Materie-Energie-Budgets aus. Gewöhnliche Dinge wie Sterne, Baseballschläger und Sushi machen nur 4,9% der Gesamtmenge aus. Die führende Theorie besagt, dass dunkle Materie „kalt“ ist, was bedeutet, dass sie sich im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit langsam bewegt und „dunkel“ ist, weil sie kein Licht erzeugt oder mit diesem interagiert. Das Axion, ein hypothetisches Elementarteilchen, scheint ebenso ein guter Kandidat für dunkle Materie zu sein WIMPs oder schwach wechselwirkende massive Partikel, aber auch diese existieren nur auf Papier.
Nach Berechnungen aus den 1990er Jahren und Simulationen aus dem letzten Jahrzehnt bildet dunkle Materie „feinkörnige Ströme“ von Partikeln, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen und Galaxien wie unsere umkreisen. Ströme können viel größer sein als unser Sonnensystem und die Galaxie durchziehen. Prézeau vergleicht die Bildung feinkörniger Ströme dunkler Materie mit dem Mischen von Schokolade und Vanilleeis. Wenn Sie ein paar Mal eine Kugel zusammenwirbeln, erhalten Sie ein gemischtes Muster, aber Sie können immer noch die einzelnen Farben sehen.
"Wenn die Schwerkraft während der Galaxienbildung mit dem kalten Gas der dunklen Materie interagiert, bewegen sich alle Partikel in einem Strom mit der gleichen Geschwindigkeit weiter", sagte Prézeau.
Ein anderes Szenario ergibt sich jedoch, wenn ein Strom an einem Hindernis wie der Erde oder einem Mond vorbeiführt. Prézeau verwendete Computersimulationen, um herauszufinden, dass der Strom der dunklen Materie, der durch einen Planeten fließt - dunkle Materie im Gegensatz zu gewöhnlicher Materie direkt durch uns hindurch - auf ein ultradichtes Filament oder Haar fokussiert ist. Kein Solo-Strang, sondern eine üppige Ernte, buschig wie ein Brauerbart.
Laut Prézeau haben aus Planeten austretende Haare sowohl „Wurzeln“, die dichteste Konzentration von Partikeln der dunklen Materie im Haar, als auch „Spitzen“, an denen das Haar endet. Wenn Partikel eines Stroms dunkler Materie durch den Erdkern strömen, konzentrieren sie sich auf die „Wurzel“ eines Haares, wo die Dichte der Partikel etwa eine Milliarde Mal über dem Durchschnitt liegt. Die Wurzel eines solchen Haares sollte etwa 1 Million km von der Oberfläche entfernt sein oder etwas mehr als doppelt so weit wie der Mond. Die Stromteilchen, die die Erdoberfläche streifen, bilden die Haarspitze, etwa doppelt so weit von der Erde entfernt wie die Haarwurzel.
Ein Strom, der durch einen massereicheren Jupiter fließt, hätte Wurzeln, die eine Billion Mal dichter sind als der ursprüngliche Strom. Natürlich wären diese dichten Konzentrationen ideale Orte, um eine Sonde zur Untersuchung der Dunklen Materie hier in der Nachbarschaft zu senden.
Die Computersimulationen zeigen, dass Änderungen der Erddichte von innerem Kern zu äußerem Kern zu Mantel und Kruste sich in der Form der Haare widerspiegeln und sich als „Knicke“ zeigen, die Übergängen von einer Zone zur nächsten entsprechen. Wenn es möglich wäre, diese Art von Informationen in die Hände zu bekommen, könnten wir sie verwenden, um das Erdinnere und sogar die Tiefe der Ozeane in Jupiters Mond Europa und Saturns Enceladus besser abzubilden.
Die Erde bekommt ihre Wurzeln. Woran werden sie als nächstes denken?
