Die Astronomie ist dafür berüchtigt, mehr Fragen zu stellen als zu beantworten. Nehmen Sie die Beobachtung, dass die überwiegende Mehrheit der Materie unsichtbar ist.
Obwohl Astronomen überwältigende Beweise dafür gesammelt haben, dass dunkle Materie ungefähr 84 Prozent der Materie des Universums ausmacht - was einfache Erklärungen für die Rotation einzelner Galaxien, die Bewegungen entfernter Galaxienhaufen und die Biegung entfernter Sternenlicht liefert -, sind sie sich über Einzelheiten nicht sicher.
Jetzt glaubt eine Gruppe australischer Astronomen, dass die Milchstraße nur halb so viel dunkle Materie enthält wie bisher angenommen.
Der Schweizer Astronom Fritz Zwicky beobachtete 1933 den Coma-Cluster - einen Galaxienhaufen, der ungefähr 320 Millionen Lichtjahre entfernt und fast 2 Lichtjahre breit ist - und stellte fest, dass er sich zu schnell bewegte. Es gab einfach nicht genug sichtbare Materie, um den Galaxienhaufen zusammenzuhalten.
Zwicky entschied, dass es eine versteckte Zutat geben muss, die als dunkle Materie oder dunkle Materie bekannt ist und die Bewegungen dieser Galaxien so groß machte.
1978 untersuchte die amerikanische Astronomin Vera Rubin einzelne Galaxien. Astronomen gingen größtenteils davon aus, dass sich Galaxien ähnlich wie unser Sonnensystem drehten, wobei sich die äußeren Planeten langsamer drehten als die inneren Planeten. Dieses Argument stimmt mit den Newtonschen Gesetzen und der Annahme überein, dass sich der größte Teil der Masse im Zentrum befindet.
Aber Rubin fand heraus, dass Galaxien nichts wie unser eigenes Sonnensystem drehten. Die äußeren Sterne drehten sich nicht langsamer als die inneren Sterne, sondern genauso schnell. Am Rande jeder Galaxie musste es dunkle Materie geben.
Jetzt haben der Astronom Prajwal Kafle von der University of Western Australia und seine Kollegen erneut die Geschwindigkeit der Sterne am Rande unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, beobachtet. Aber er tat dies viel detaillierter als frühere Schätzungen.
Aus der Geschwindigkeit eines Sterns ist es relativ einfach, eine innere Masse zu berechnen. Die folgende einfache Gleichung zeigt, dass die innere Masse (M) gleich der Entfernung des Sterns vom galaktischen Zentrum (R) multipliziert mit seiner Geschwindigkeit (V) im Quadrat ist, alle geteilt durch die Gravitationskonstante (G):
Kafle und seine Kollegen verwendeten eine chaotischere Physik, um die Schlamperei der Galaxie zu erklären. Der Punkt gilt jedoch: Mit der Geschwindigkeit eines Sterns können Sie jede innere Masse berechnen. Und mit den Geschwindigkeiten mehrerer Sterne müssen Sie genauer sein. Das Team stellte fest, dass die dunkle Materie in unserer Galaxie das 800-Milliarden-fache der Sonnenmasse wiegt, die Hälfte der vorherigen Schätzungen.
"Die aktuelle Idee der Galaxienbildung und -entwicklung ... sagt voraus, dass es eine Handvoll großer Satellitengalaxien um die Milchstraße geben sollte, die mit bloßem Auge sichtbar sind, aber das sehen wir nicht", sagte Kafle in einer Pressemitteilung. Dies wird normalerweise als das Problem der fehlenden Satelliten bezeichnet und ist Astronomen seit Jahren ausgewichen.
„Wenn Sie unsere Messung der Masse der dunklen Materie verwenden, sagt die Theorie voraus, dass es dort draußen nur drei Satellitengalaxien geben sollte, genau das sehen wir; die große Magellansche Wolke, die kleine Magellansche Wolke und die Schütze-Zwerggalaxie “, sagte Kafle.
Diese neuen Messungen könnten beweisen, dass die Milchstraße nicht ganz der Gigant ist, den Astronomen bisher dachten. Sie helfen auch zu erklären, warum sich so wenige Satellitengalaxien im Orbit befinden. Aber zuerst müssen die Ergebnisse bestätigt werden, da sie sich gegen zahlreiche andere Möglichkeiten zur Abwägung der dunklen Materie in unserer Galaxie behaupten.
Die Ergebnisse wurden im Astrophysical Journal veröffentlicht und sind online verfügbar.
