Weitere Neuigkeiten zur Dunklen Materie in dieser Woche: Durch die Analyse des Lichts von Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen, glauben Wissenschaftler, die Mindestmasse für Galaxien im Universum entdeckt zu haben - das 10-Millionen-fache der Sonnenmasse. Diese Masse könnte der kleinste bekannte "Baustein" der mysteriösen, unsichtbaren Substanz namens Dunkle Materie sein. Sterne, die sich in diesen Bausteinen bilden, klumpen zusammen und verwandeln sich in Galaxien. Wissenschaftler wissen sehr wenig über die mikroskopischen Eigenschaften der Dunklen Materie, obwohl sie ungefähr fünf Sechstel aller Materie im Universum ausmacht. "Wenn wir diese minimale Galaxienmasse kennen, können wir besser verstehen, wie sich dunkle Materie verhält. Dies ist wichtig, um eines Tages zu lernen, wie unser Universum und unser Leben, wie wir es kennen, entstanden sind", sagte Louis Strigari, Hauptautor dieser Studie aus die Universität von Kalifornien, Irvine.
Dunkle Materie regelt das Wachstum der Struktur im Universum. Ohne sie würden Galaxien wie unsere eigene Milchstraße nicht existieren. Wissenschaftler wissen, wie die Schwerkraft der Dunklen Materie normale Materie anzieht und zur Bildung von Galaxien führt. Sie vermuten auch, dass kleine Galaxien im Laufe der Zeit zu größeren Galaxien wie unserer Milchstraße verschmelzen.
Die kleinsten bekannten Galaxien, Zwerggalaxien genannt, variieren stark in ihrer Helligkeit, von der 1000-fachen Leuchtkraft der Sonne bis zur 10 Millionen-fachen Leuchtkraft der Sonne. Es ist bekannt, dass mindestens 22 dieser Zwerggalaxien die Milchstraße umkreisen. UCI-Wissenschaftler untersuchten 18 von ihnen anhand von Daten, die mit dem Keck-Teleskop in Hawaii und dem Magellan-Teleskop in Chile erhalten wurden, mit dem Ziel, ihre Massen zu berechnen. Indem sie das Licht der Sterne in jeder Galaxie analysierten, bestimmten sie, wie schnell sich die Sterne bewegten. Mit diesen Geschwindigkeiten berechneten sie die Masse jeder Galaxie.
Die Forscher erwarteten, dass die Massen variieren würden, wobei die hellste Galaxie am meisten und die schwächste Galaxie am wenigsten wiegen würde. Aber überraschenderweise hatten alle Zwerggalaxien die gleiche Masse - das 10-Millionen-fache der Sonnenmasse.
Manoj Kaplinghat, Mitautor der Studie und Assistenzprofessor für Physik und Astronomie an der UCI, erklärt diesen Befund anhand einer Analogie, in der Menschen die Rolle der Dunklen Materie spielen.
 »Angenommen, Sie sind ein Außerirdischer, der über die Erde fliegt und städtische Gebiete anhand der nächtlichen Lichtkonzentration identifiziert. Anhand der Helligkeit der Lichter können Sie beispielsweise vermuten, dass in Los Angeles mehr Menschen leben als in Mumbai, aber das ist nicht der Fall «, sagte Kaplinghat. "Was wir entdeckt haben, ist extremer und ähnelt der Aussage, dass alle U-Bahn-Gebiete, auch diejenigen, die nachts für die Außerirdischen kaum sichtbar sind, eine Bevölkerung von etwa 10 Millionen haben."
Da es sich bei Zwerggalaxien hauptsächlich um dunkle Materie handelt - das Verhältnis von dunkler Materie zu normaler Materie beträgt 10.000 zu eins -, zeigt die Entdeckung der minimalen Masse eine grundlegende Eigenschaft der dunklen Materie.
â € žWir sind aufgeregt, weil diese Galaxien praktisch unsichtbar sind und dennoch eine enorme Menge dunkler Materie enthaltenâ € œ, sagte James Bullock, Co-Autor der Studie und Direktor des UCI Center for Cosmology. "Dies hilft uns, das Teilchen, aus dem dunkle Materie besteht, besser zu verstehen, und es lehrt uns etwas darüber, wie sich Galaxien im Universum bilden."
Die Wissenschaftler sagen, dass möglicherweise Klumpen dunkler Materie existieren, die keine Sterne enthalten. Die einzigen Klumpen der dunklen Materie, die sie derzeit erkennen können, sind solche, die von Sternen beleuchtet werden.
Wissenschaftler hoffen, die mikroskopischen Eigenschaften der Dunklen Materie kennenzulernen, wenn der Large Hadron Collider in der Schweiz später in diesem Jahr in Betrieb genommen wird. Das Gerät beschleunigt zwei Kerne von Strahlen in einem Ring in entgegengesetzte Richtungen und schlägt sie dann zusammen, um die Bedingungen unmittelbar nach dem Urknall wiederherzustellen. Auf diese Weise hoffen die Wissenschaftler, das Teilchen der dunklen Materie zum ersten Mal im Labor zu erzeugen.
Quelle: Universität von Kalifornien, Irvine
