Dunkle Materie ist heute eines der größten Rätsel der Physik. Basierend auf Beobachtungen von Kosmologen wissen wir, dass die gesamte Materie, die wir um uns herum sehen – jedes Proton, Elektron und Neutron – nur einen winzigen Bruchteil der gesamten Materie ausmacht, die im Universum existiert. Also, was ist das alles andere? Physiker theoretisieren, dass es sich um eine Art Teilchen handeln muss, die wir derzeit nicht direkt erkennen können, obwohl wir ihre Auswirkungen sehen können. Sie nennen dieses hypothetische Teilchen dunkle Materie.
Das Studium sehr großer Galaxien ist hilfreich, um die Dunkle Materie zu verstehen, da wir wissen, dass sich Dunkle Materie um Galaxien herum bildet, um einen Lichthof zu bilden. Die Gravitationseffekte dieser massiven Lichthöfe sind offensichtlicher, wenn es sich um eine große Galaxie handelt. Vor kurzem hat das Hubble-Weltraumteleskop dieses Bild des riesigen Galaxienhaufens Abell 3827 aufgenommen, der einen starken Gravitationslinseneffekt erzeugt.
Dieser Galaxienhaufen war Schauplatz einer Debatte über die Natur der Dunklen Materie. Im Jahr 2015 glaubten einige Wissenschaftler, sie hätten beobachtet, wie dunkle Materie mit anderer dunkler Materie in dieser Region interagierte, als sie eine Wolke dunkler Materie sahen, die hinter der sie umgebenden Galaxie zurückblieb. Dies bedeutet, dass es eine Art von Partikeln der dunklen Materie gibt, die sich von der Standardansicht der dunklen Materie unterscheidet und als Lambda-Modell der kalten dunklen Materie bezeichnet wird.
Diese Idee wurde jedoch letztendlich widerlegt, als dieselbe Gruppe von Wissenschaftlern 2017 weitere Beobachtungen machte und Daten aus dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array sowie dem MUSE-Instrument des Very Large Telescope hinzufügte, um ihr Modell des Clusters zu verbessern.
Diese neuen Beobachtungen “zeigen eine ungewöhnliche Konfiguration starker Gravitationslinsen im Clusterkern mit mindestens sieben Linsenbildern einer einzelnen Hintergrundspiralgalaxie”, schrieben die Wissenschaftler. „Die neuen spektroskopischen Daten ermöglichen eine bessere Subtraktion des Vordergrundlichts und eine bessere Identifizierung mehrerer Hintergrundbilder. Die abgeleitete Verteilung der Dunklen Materie stimmt mit der erwarteten Konzentration auf die Galaxien überein [the Lambda cold dark matter model]. ”
Dies bedeutet, dass die neuen Daten zeigten, dass sich dunkle Materie wie in der traditionellen Ansicht erwartet verhält, und die Idee einer selbstwechselwirkenden dunklen Materie nicht unterstützten. Wissenschaftler untersuchen weiterhin dunkle Materie mit Werkzeugen wie dem kommenden Euklid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation, um mehr über dieses mysteriöse Phänomen zu erfahren.
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