Wie schnell umkreist dunkle Materie die Erde? Die Bestimmung der Geschwindigkeit hat wichtige Auswirkungen auf die moderne astrophysikalische Forschung. Zum ersten Mal gelang es den Wissenschaftlern, das Problem durch einen Blick auf die ältesten Sterne der Galaxis zu lösen.
Alte Sterne dienen als sichtbare Geschwindigkeitsmesser für unsichtbare dunkle Materie und bestimmen die Geschwindigkeitsverteilung in der Nähe der Erde. Dunkle Materie ist nicht sichtbar, da sie kein Licht aussendet. Sie müssen sich also anderen Objekten zuwenden, um sie zu untersuchen.
Um festzustellen, wann sich Sterne wie unsichtbare und nicht nachweisbare Partikel der Dunklen Materie verhalten, verwendeten die Forscher Computersimulationen. Die Hypothese war, dass es bestimmte Untergruppen von Sternen gibt, die aus irgendeinem Grund den Bewegungen der dunklen Materie entsprechen.
Um die Idee zu testen, mussten wir eine Vielzahl von Diagrammen erstellen und die verschiedenen Eigenschaften der Dunklen Materie mit den Eigenschaften verschiedener Teilmengen von Sternen vergleichen. Der Durchbruch geschah beim Vergleich der ersten Kategorie mit einer anderen Menge an Metallizität in den Objekten. Es stellt sich heraus, dass die Kurve der dunklen Materie perfekt mit den Sternen mit der geringsten Menge an Schwermetallen kombiniert ist.
Metallizität kann als Sternmarke dienen, da in Supernova- und Neutronensternfusionen Metalle und andere schwere Elemente gebildet werden. Kleine Galaxien, die mit der Milchstraße verbunden sind, haben normalerweise eine relativ geringe Anzahl dieser schweren Elemente.
Warum ist das wichtig?
Sie versuchen seit 2009 dunkle Materie zu finden. Dazu wurde ein sehr dichtes Material (oft Xenon) in großer Tiefe gelegt und darauf gewartet, dass dunkle Materie durch den Planeten sickert, um den Kontakt zu reparieren. Aber es ist ein schwieriger Prozess. Wenn ein Teilchen dunkler Materie weniger massereich als ein Kern ist, bewegt sich dieser bei einer Kollision nicht viel, was bedeutet, dass wir das Ergebnis nicht bemerken werden.
Daher ist es wichtig, die Geschwindigkeit der Dunklen Materie zu begrenzen. Wenn seine Teilchen langsam und leicht sind, haben sie genügend kinetische Energie, um die Kerne von Substanzen zu verdrängen. Wenn die Geschwindigkeit jedoch höher ist, ist die Rendite höher.
Aus diesem Grund entschied sich die neue Studie für die Verwendung der Geschwindigkeit, um zu verstehen, warum die Experimente zum direkten Nachweis noch keine Ergebnisse erbracht haben. Die Wissenschaftler warten auf neue Informationen aus dem Gaia ESA-Teleskop, das seit 2014 die Milchstraße beobachtet. Bisher haben sie nur Informationen über eine kleine stellare Untermenge veröffentlicht, aber die gesamte Menge wird Informationen über eine Milliarde Objekte enthalten.
