2020
Oktober
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Mit Pendeln auf der Suche nach Dunkler Materie

Aktuelle Experimente, die nach Dunkler Materie fahnden, basieren meist auf der Idee, dass diese sich doch auch irgendwie zeigen müsste, also durch Interaktionen mit normaler Materie. Nun ist jedoch das einzige, was wir über diesen wichtigen Bestandteil des Universums wirklich wissen, die Tatsache, dass eine Wechselwirkung mit normaler Materie über die Gravitation erfolgt. Darüber sind die Forscher überhaupt erst darauf gekommen, dass es Dunkle Materie gibt.

Liegt es vielleicht daran, dass man bisher bloß ergebnislos gefahndet hat? Dann könnte eine Methode helfen, die jetzt Forscher des NIST und ihre Kollegen vorgestellt haben. „Unser Vorschlag stützt sich rein auf die Gravitationskopplung, die einzige Kopplung, von der wir mit Sicherheit wissen, dass sie zwischen Dunkler Materie und gewöhnlicher leuchtender Materie besteht“, sagt Studien-Ko-Autor Daniel Carney. Die Forscher, zu denen auch Jacob Taylor vom NIST, JQI und QuICS, Sohitri Ghosh vom JQI und QuICS sowie Gordan Krnjaic vom Fermi National Accelerator Laboratory gehören, berechnen, dass ihre Methode nach Teilchen aus Dunkler Materie mit einer Mindestmasse suchen kann, die etwa die Hälfte der Masse eines Salzkorns oder etwa das Milliardenfache der Masse eines Protons beträgt.

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Galaxien im kosmischen Spinnennetz aus Dunkler Materie

Mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) der ESO haben Astronomen sechs Galaxien gefunden, die sich um ein supermassives Schwarzes Loch herumbewegten, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Die Galaxien befinden sich in einer Art von kosmischem „Spinnennetz“ aus Gas, das sich über ein Gebiet mit der 300-fachen Größe der Milchstraße erstreckt. „Die Filamente des kosmischen Netzes sind wie Spinnennetzfäden“, erklärt Marco Mignoli, Astronom am Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Bologna, Italien, und Hauptautor der neuen Forschung, die heute in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde. „Die Galaxien wachsen dort, wo sich die Filamente kreuzen, und Gasströme – die sowohl den Galaxien als auch dem zentralen supermassiven Schwarzen Loch als Brennstoff zur Verfügung stehen – können entlang der Filamente fließen.“

Das Licht dieser großen netzartigen Struktur mit seinem Schwarzen Loch von einer Milliarde Sonnenmassen hat sich auf die Reise zu uns gemacht, als das Universum erst 900 Millionen Jahre alt war. „Mit unserer Arbeit haben wir ein wichtiges Teil in dem weitgehend unvollständigen Puzzle platziert, das die Entstehung und das Wachstum solch extremer, aber reichlich vorhandener Objekte so schnell nach dem Urknall ist“, sagt Co-Autor Roberto Gilli, ebenfalls Astronom am INAF in Bologna, der sich dabei auf supermassive Schwarze Löcher bezieht.

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