Dunkle Materie verlangsamt die Rotation des Balkens der Milchstraße

Die Vorstellung eines Künstlers über die Milchstraße. Bildnachweis: Pablo Carlos Bodassi/Wikimedia Commons

Laut einer neuen Studie von Forschern des University College London (UCL) und der Oxford University hat sich die Rotation des Galaxienbalkens der Milchstraße, der aus Milliarden von Haufensternen besteht, seit seiner Entstehung um etwa ein Viertel verlangsamt.


Seit 30 Jahren sagen Astrophysiker eine solche Verlangsamung voraus, aber dies ist das erste Mal, dass eine solche Verlangsamung gemessen wird.

Die Forscher sagen, dass es einen neuen Einblick in die Natur der Dunklen Materie gibt, die als Gegengewicht zur Verlangsamung des Spins fungiert.

In der Studie veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical SocietyForscher analysierten Beobachtungen des Gaia-Weltraumteleskops einer großen Gruppe von Sterne, der Strom des Herkules, der mit dem Band im Einklang ist – das heißt, er umkreist die Galaxie mit der gleichen Rotationsgeschwindigkeit des Bandes.

Diese Sterne werden von einer sich drehenden Stange gravitativ gefangen. Das gleiche Phänomen tritt bei den trojanischen und griechischen Asteroiden des Jupiter auf, die um die Lagrange-Punkte des Jupiter kreisen (vor und hinter Jupiter). Wenn sich die Rotation des Bandes verlangsamt, würde man erwarten, dass sich diese Sterne weiter in die Galaxie hineinbewegen, wobei die Periode ihrer Umlaufbahnen mit der der Rotation des Bandes identisch bleibt.

Die Forscher fanden heraus, dass die Sterne im Strom einen chemischen Abdruck tragen – sie sind reicher an schwereren Elementen (in der Astronomie Metalle genannt), was beweist, dass sie sich vom galaktischen Zentrum entfernt haben, wo Sterne und Sternentstehungsgase etwa zehnmal reicher sind in Mineralien als die äußere Galaxie.

Anhand dieser Daten kam das Team zu dem Schluss, dass der Streak aus Milliarden von Sternen und Billionen von besteht SonnenmassenSein Spin hat sich seit seiner Entstehung um mindestens 24% verlangsamt.

Co-Autor Dr. Ralph Schönrich (UCL Physics & Astronomy) sagte: „Astrophysiker haben lange vermutet, dass sich die Spindel im Zentrum unserer Galaxie verlangsamt, aber wir haben die ersten Beweise dafür gefunden.

„Das Gegengewicht, das diesen Spin verlangsamt, muss Dunkle Materie sein. Bisher konnten wir nur auf Dunkle Materie schließen, indem wir die Gravitationspotentiale von Galaxien kartieren und den Beitrag von der sichtbaren Materie abziehen.“

„Unsere Forschung bietet eine neue Art der Messung von Dunkler Materie – nicht für ihre Gravitationsenergie, sondern für ihre träge Masse (dynamische Reaktion), die die Rotation des Stabes verlangsamt.“

Co-Autor und PhD. Student Rimbe Chiba von der Universität Oxford sagte: „Unsere Entdeckung bietet eine faszinierende Perspektive auf die einschränkende Natur der Dunklen Materie, da verschiedene Modelle diese Trägheitsspannung auf dem Galaxienstab verändern werden.

„Unser Befund stellt auch ein großes Problem für alternative Gravitationstheorien dar – da ihnen die Dunkle Materie in der Korona fehlt, sagen sie keine Bande oder nur sehr wenig Hysterese voraus.“

Es wird angenommen, dass die Milchstraße wie andere Galaxien in einen “Halo” aus dunkler Materie eingebettet ist, der sich über ihren sichtbaren Rand hinaus erstreckt.

Dunkle Materie ist unsichtbar und ihre Natur unbekannt, aber ihre Existenz wird gefolgert Galaxien Es verhält sich, als ob es mit einer viel größeren Masse bedeckt wäre, als wir sehen können. Es wird angenommen, dass im Universum etwa fünfmal so viel Dunkle Materie vorhanden ist wie gewöhnliche und sichtbare Materie.

Alternative Gravitationstheorien wie die modifizierte Newtonsche Dynamik lehnen die Idee ab Dunkle Materie, versucht stattdessen, die Widersprüche durch eine Modifizierung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zu erklären.

Die Milchstraße ist eine vergitterte Spiralgalaxie mit einem dicken Sternenband in der Mitte und Spiralarmen, die sich außerhalb des Bandes über die Scheibe erstrecken. Der Balken dreht sich in die gleiche Richtung wie die Galaxie.


Astronomen haben eine neue Himmelskarte der äußeren Regionen der Milchstraße veröffentlicht


Mehr Informationen:
Rimpei Chiba et al., Die Baumringstruktur der galaktischen Bandresonanz, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2021). DOI: 10.1093/mnras/stab1094

das Zitat: Dunkle Materie verlangsamt die Rotation des Milchstraßenbalkens (2021, 14. Juni) Abgerufen am 14. Juni 2021 von https://phys.org/news/2021-06-dark-milky-galactic-bar.html

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