Das Universum beinhaltet eine große Menge unsichtbarer Materie, so genannter Dunkler Materie. Sie füllt den Raum zwischen den Galaxien und zwischen den Sternen in den Galaxien. Seit der Vorhersage der Existenz von Dunkler Materie vor mehr als 70 Jahren haben alle Arten von Wissenschaftlern – Astronomen, Kosmologen und Teilchenphysiker – nach Antworten auf die Frage gesucht, um was es sich dabei handeln könnte. Mit den neuesten Beobachtungen des Planck-Satelliten könnten Forscher des Niels Bohr Institute und andere näher an einer Lösung zum Ursprung der rätselhaften Dunklen Materie sein als jemals zuvor.
Der Planck-Satellit, der 2009 gestartet wurde, besitzt extrem empfindliche Instrumente, welche die Mikrowellenstrahlung des gesamten Himmels mit hoher Genauigkeit kartieren können. Die neuesten Daten der Planck-Mission offenbaren ungewöhnliche Strahlung von unserer eigenen Galaxie, was einen neuen Weg zum Verständnis der fundamentalsten Eigenschaften des Raumes, der Zeit und der Materie im Universum ebnet.
Strahlung von Dunkler Materie
„Wir haben eine sehr einzigartige Emission von Radiostrahlung aus dem Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße, beobachtet. Unter Verwendung verschiedener Methoden zur Aufteilung des Signals auf einen sehr großen Wellenlängenbereich war das Planck-Team in der Lage, das Spektrum der Strahlung zu bestimmen. Die Strahlung stammt aus Synchrotron-Emissionen, beispielsweise von Elektronen und Positronen, die sich mit hohen Energien den Magnetfeldlinien im Zentrum der Galaxie entlang bewegen und es gibt ziemlich überzeugende Hinweise dafür, dass sie von Dunkler Materie stammen könnte“, erklärt Pavel Naselsky, Professor für Kosmologie am Discovery Center des Niels Bohr Institute an der University of Copenhagen.
Pavel Naselsky erklärt, dass führende Wissenschaftler wie Professor Subir Sarkar vom Niels Bohr Institute mit Hilfe von Berechnungen vorausgesagt haben, dass Dunkle Materie aus sehr schweren Teilchen besteht, die rund zehnmal schwerer als das [vermutete und noch nicht zweifelsfrei bewiesene; Anm. d. Red.] Higgs-Teilchen sind, das heißt also etwa 1.000 mal schwerer als ein Proton. Aber sie haben einzigartige Eigenschaften und interagieren nicht mit Teilchen aus „normaler“ Materie. Teilchen aus Dunkler Materie sind normalerweise auch sehr zerstreut und interagieren nicht miteinander.
„Aber wir wissen aus theoretischen Vorhersagen, dass die Konzentration von Teilchen aus Dunkler Materie in den Zentren von Galaxien sehr hoch ist und wir haben ein starkes Argument dafür, dass sie dort kollidieren und bei den Kollisionen Elektronen und Positronen entstehen. Diese Elektronen und Positronen beginnen sich entlang der Magnetfeldlinien im Zentrum der Galaxie zu bewegen und dabei erzeugen sie diese sehr ungewöhnliche Synchrotronstrahlung“, sagte Naselsky.
Es war bislang einfach nicht möglich, diese Strahlung so genau zu beobachten, weil frühere Instrumente nicht empfindlich genug waren. Aber mit Planck ist diese ungewöhnliche Strahlung sehr deutlich sichtbar.
„Die Strahlung kann nicht durch die strukturellen Mechanismen in der Galaxie erklärt werden und sie kann nicht von Supernova-Explosionen stammen. Ich glaube, dass dies ein Beweis für Dunkle Materie sein könnte. Anderenfalls haben wir einen absolut neuen (und der Physik unbekannten) Mechanismus für die Beschleunigung von Teilchen im galaktischen Zentrum entdeckt“, sagte Pavel Naselsky und er erwartet aufregende neue Ergebnisse schon in den nächsten paar Monaten.
Die Ergebnisse wurden auf ArXive.org veröffentlicht und an das Wissenschaftsmagazin Astronomy and Astrophysics geschickt.
Quelle: http://www.nbi.ku.dk/english/news/news12/the-mystery-of-dark-matter-may-be-near-to-being-deciphered/
(THK)
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