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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Dunkle Materie im Licht neuer Messungen |
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| | | Fast die gesamte Masse des Universums liegt im Verborgenen: Um die "fehlende Materie" zu erklären, wird das Vorhandensein rätselhafter Dunkler Materie angenommen. Den größte Teil allerdings stellt nach Ansicht der Astrophysiker die nicht minder geheimnisvolle Dunkle Energie. Eine Untersuchung von 3.000 Satellitengalaxien aus dem "Sloan Digital Sky Survey" (SDSS) bringt nun neue Nachweise für diese kosmologische Theorie. |
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Die neue Studie mit Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey liefert demnach das bisher stärkste Argument zugunsten der Annahme, dass Galaxien in den Zentren riesiger Ansammlungen Dunkler Materie "schwimmen", die bis zu 50-mal mehr Masse enthalten als die Galaxien selbst.
Francisco Prada vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und dem Instituto de Astrofisica de Canarias, hat die Studie seiner Gruppe nun auf einer Konferenz im spanischen La Palma vorgestellt.
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Alle beteiligten Institutionen
An dem Projekt waren Forscher aus folgenden Institutionen beteiligt: Max-Planck-Institut für Astronomie, Centro Astronomico Hispano-Aleman, New Mexico State University, Princeton University Observatory, Apache Point Observatory, University of Michigan, Eötvös University und Johns Hopkins University. |
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Das Rätsel der fehlenden Materie |
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Beobachtungen, wie sich die sichtbaren Galaxien zu einander bewegen und einander beeinflussen legen den Schluss nahe, dass es wesentlich mehr Masse im Weltall geben müsste, als man mit Teleskopen beobachten kann.
Doch die Wissenschaft weiß Rat: Rund 70 Prozent der gesamten Masse im Kosmos stecken nach den Berechnungen von Astrophysikern in der Dunklen Energie sowie in vielfältigen Formen der Strahlung, weitere 27 Prozent in der so genannten Dunklen Materie.
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Neue Ergebnisse stützen die Theorie |
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Die neuen Ergebnisse des internationalen Astronomen-Teams stützen nun die heute allgemein akzeptierten Theorien der Dunklen Materie - und stehen im Widerspruch zu einer Alternative, der Modifizierten Newtonschen Dynamik, wie das Max-Planck-Institut für Astronomie in einer Aussendung mitteilte.
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Umstrittene These: Änderung des Gravitationsgesetzes
Diese MOND genannte Theorie blieb seit ihrer ersten Formulierung im Jahr 1983 umstritten: Sie erklärt die dynamischen Eigenschaften von Galaxien - vor allem die wachsenden Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne in den Außenbereichen der Milchstraßensysteme - nicht mit der "anziehenden" Kraft unsichtbarer Materie, sondern postuliert, dass sich in diesen galaktischen Gegenden das Newtonsche Gravitationsgesetz ändert. |
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Geschwindigkeitsbestimmung von 3.000 Galaxien |
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Francisco Prada und seine Kollegen bestimmten die Geschwindigkeit von etwa 3.000 kleineren Galaxien, die als "Satelliten" um große, isolierte Einzelgalaxien laufen.
Diese 3.000 Sternsysteme wählten die Wissenschaftler aus einer Liste von 250.000 Galaxien aus, die sie im Rahmen einer automatischen Himmelsdurchmusterung - dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) - gefunden hatten.
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Einfaches Prinzip der Messung |
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Das Prinzip der Messungen ist einfach und seit Johannes Kepler bekannt: Die Umlaufgeschwindigkeit eines kleinen Körpers fällt mit dessen Abstand vom massereichen Zentralkörper stark ab - wie im Fall der Planeten unseres Sonnensystems, deren Bahnen praktisch nur die Sonne und keine Dunkle Materie umschließen.
Anders in der Umgebung von massereichen Galaxien, wo sich nach den gegenwärtigen kosmologischen Vorstellungen die Dunkle Materie stark konzentriert: Dort sollte die Umlaufgeschwindigkeit von Satellitengalaxien mit deren Abstand von der Zentralgalaxie wesentlich langsamer abnehmen.
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Verteilung Dunkler Materie in einer Galaxie
Verteilung der Dunklen Materie in der Umgebung einer Galaxie von der Größe unseres Milchstraßensystems: Das Bild beruht auf einer Modellrechnung zur Simulation der Entstehung von Galaxien im expandierenden Universum, wie es die moderne Standard-Kosmologie beschreibt. Die "Galaxie" - das helle Objekt in der Mitte - ist umgeben von zahlreichen "Klumpen" aus Dunkler Materie. |
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Daten nur mit Dunkler Materie erklärbar |
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Mithilfe der "Dopplerverschiebung" in den Spektren ermittelten die Forscher die Geschwindigkeit jeder einzelnen Satellitengalaxie relativ zu ihrer Zentralgalaxie.
Die auf diese Weise erhaltenen Geschwindigkeitsverteilungen lassen sich laut den Forschern nur mit der Existenz der theoretisch geforderten Dunklen Materie erklären und widersprechen der alternativen MOND-Theorie.
Die Untersuchung weiterer großer Galaxien und ihrer Satelliten soll nun eine genauere Bestimmung der Verteilung der Dunklen Materie in ihrer Umgebung ermöglichen.
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
