Suche nach der Quelle der Dunklen Materie eines Schwarzen Lochs

Suche nach der Quelle der Dunklen Materie eines Schwarzen Lochs

Die Wissenschaftler Michael Schneider, Will Dawson, Nathan Golovic und George Chaplin suchen in einem Teleskoplabor nach Schwarzen Löchern.

Astrophysiker wissen, dass in der Milchstraße schwarze Löcher versteckt sind. Aber es ist wie ein Versteckspiel, denn sie müssen erst noch gefunden werden. Wenn sie in Richtung der galaktischen Ausbuchtung (einer dicht gedrängten Sterngruppe) und der Magellanschen Wolken auftauchen, können Schwarze Löcher als 10.000 Sonnenmassen massereich angesehen werden und dunkle Materie aufnehmen. Wenn nur in Richtung der galaktischen Ausbuchtung, dann sind dies nur ein paar tote Sterne.

Um die Magellanschen Wolken zu beobachten, muss man zur südlichen Hemisphäre gehen. Kürzlich haben LLNL-Wissenschaftler jedoch ein neues Tool erhalten, das sich näher an ihrem Standort befindet und bei der Suche helfen kann. Im Rahmen des Projekts erhielten sie ein Teleskop mit Fernüberwachung.

Das Team nutzt den Beobachtungsraum, um eine Gravitations-Mikrospinnuntersuchung der Milchstraße und der Magellan-Wolken auf der Suche nach schwarzen Löchern mit mittlerer Masse (10–10.000 Mal so groß wie die Sonne) durchzuführen, die in der Lage sind, den größten Teil der dunklen Materie zu bilden. In diesem Raum können Sie das 4-Meter-Teleskop Blanco (Chile) steuern. Das sichtbare Universum besteht zu etwa 70% aus dunkler Energie, zu 25% aus dunkler Materie und zu 5% aus gewöhnlicher Materie. Dunkle Materie blieb jedoch ein Rätsel, da sie erstmals 1933 postuliert wurde. Eine in den 1990er Jahren durchgeführte Umfrage untersuchte, ob dunkle Materie aus Baryon-Massive-Compact-Halo-Objekten (MACHO) besteht. Die Analyse ergab, dass MACHO mit einer Größe von weniger als 10 Sonnenmassen nicht mehr als 40% der Gesamtmasse der dunklen Materie ausmachen kann.

Jüngste Entdeckungen der Fusion von zwei Schwarzen Löchern haben das Interesse an der dunklen Materie von MACHO wieder aufgenommen, dargestellt durch primäre Schwarze Löcher (die im frühen Universum vor Sternen gebildet wurden) mit etwa 10-10000 Sonnenmassen. Diese Idee wurde erstmals 1975 von George Chaplin vorgeschlagen. Die direkteste Möglichkeit, diesen Massenbereich zu untersuchen, besteht darin, in einer vorhandenen archivierten astronomischen Visualisierung nach einem Gravitations-Mikrolinsensignal zu suchen und mithilfe moderner optischer Bilder eine Mikroleasing-Untersuchung der nächsten Generation durchzuführen.

Die Mikrolinse ist ein astronomischer Effekt, der durch die allgemeine Relativitätstheorie vorhergesagt wird. Albert Einstein glaubte, dass, wenn das Licht eines Sterns auf dem Weg zum Erdbeobachter extrem nahe an einem anderen massiven Objekt (z. B. einem Schwarzen Loch) vorbeigeht, die Schwerkraft des massiven Zwischenobjekts die Lichtstrahlen der Quelle biegt und fokussiert. Dadurch erscheint der Hintergrundstern heller als das übliche Leuchten. Derzeit werden neue Methoden zur Mikrolinsenerkennung entwickelt, mit denen der Signatureffekt im Parallaxenzustand von Schwarzen Löchern in diesem Massenbereich ermittelt werden kann. Infolgedessen wird es möglich sein, den Anteil dunkler Materie, der durch schwarze Löcher mittlerer Masse dargestellt wird, zu bestimmen und das Massenspektrum in der Milchstraße zu messen.

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