Ein neues Papier, das auf der dieswöchigen Konferenz der American Astronomical Society vorgestellt wurde, verspricht, sozusagen etwas Licht auf das Streben nach dunkler Materie in einzelnen Galaxien zu werfen. Das derzeitige Modell der kalten dunklen Materie im Universum ist äußerst erfolgreich, wenn es darum geht, die mysteriöse Substanz auf großen Skalen abzubilden, jedoch nicht auf galaktischen und subgalaktischen Skalen. Dr. Sukanya Chakrabarti von der Florida Atlantic University hat heute einen neuen Weg beschrieben, um dunkle Materie durch Beobachtung von Wellen in den Wasserstoffscheiben großer Galaxien abzubilden. Ihre Arbeit könnte es Astronomen endlich ermöglichen, ihre Beobachtungen gewöhnlicher Materie zu nutzen, um die Verteilung dunkler Materie in kleineren Maßstäben zu untersuchen.
Spiralgalaxien bestehen typischerweise aus einer Scheibe, die aus normaler (baryonischer) Materie besteht und die zentralen Ausbuchtungs- und Spiralarme enthält, und einem Lichthof, der die Scheibe umgibt und dunkle Materie enthält. In den letzten Jahren wurden Untersuchungen wie THINGS (durchgeführt vom NRAO Very Large Array) durchgeführt, um die Verteilung von Wasserstoff in nahe gelegenen galaktischen Scheiben zu analysieren. Im vergangenen Jahr untersuchte Dr. Chakrabarti anhand solcher Untersuchungen, wie sich kleine Satellitengalaxien auf die Scheiben größerer Galaxien wie M51, der Whirlpool-Galaxie, auswirken. Der eigentliche Preis liegt jedoch in der Untersuchung dessen, was Astronomen nicht sehen können. Chakrabarti bemerkte: "Seit den 70er Jahren wissen wir aus Beobachtungen flacher Rotationskurven, dass Galaxien massive Halos aus dunkler Materie haben, aber es gibt nur sehr wenige Sonden, mit denen wir herausfinden können, wie sie verteilt sind." Sie hat jetzt ihre Forschung erweitert, um genau das zu tun.
Astronomen glauben, dass die Dichteverteilung der Dunklen Materie von einem Parameter abhängt, der als seine bezeichnet wird Skalenradius. Wie sich herausstellt, wirkt sich das Variieren dieses Parameters sichtbar auf die Form der Wasserstoffscheibe der Galaxie aus, wenn der Einfluss vorbeiziehender Zwerggalaxien berücksichtigt wird.
"Wellen in äußeren Gasscheiben wirken wie ein Spiegel der zugrunde liegenden Verteilung der dunklen Materie", sagte Chakrabarti. Durch Variation des Skalenradius des Halos der dunklen Materie von M51 konnte Chakrabarti sehen, wie sich dies auf die Form und Verteilung von atomarem Wasserstoff in seiner Scheibe auswirken würde. Sie fand heraus, dass große Radien zu Galaxien mit einem Halo aus dunkler Materie führen, der allmählich diffuser wird, wenn er sich über die Länge der Scheibe erstreckt. Dies führt dazu, dass der Wasserstoff in der Scheibe sehr locker um die zentrale Ausbuchtung der Galaxie gewickelt wird. Umgekehrt weisen kleine Radien Dichteprofile auf, die viel steiler abfallen.
"Steilere Dichteprofile halten ihre" Sachen "effektiver fest", erklärte Chakrabarti, "und haben daher eine viel dichter gewickelte Spiralplanform."
Chakrabartis Karte der Verteilung der Dunklen Materie im Halo von M51 stimmt mit bestehenden theoretischen Modellen überein, was sie zu der Annahme veranlasst, dass diese Methode für Astronomen, die versuchen, die schwer fassbare, unsichtbare Substanz zu untersuchen, die fast ein Viertel unseres Universums ausmacht, äußerst nützlich sein könnte . Ein Vordruck ihres Papiers ist auf dem ArXiv verfügbar.
