Das filamentförmige Cosmic Web in der Millenium-Dunkle-Materie-Simulation.

© The Millennium Simulation Project

Forschung
06/12/2014

Neues Modell für Satellitengalaxien

Eine Studie über die Milchstraße und Satellitengalaxien belegt die Existenz Kalter Dunkler Materie (CDM) als dominierende Masse im Universum nicht.

Kosmologen berufen sich bei vielen ansonsten unerklärlichen dynamischen Phänomenen auf die "Dunkle Materie". "Dennoch ist bislang nicht direkt nachgewiesen, dass es diese rätselhafte Substanz überhaupt gibt", erklärt Gerhard Hensler, Astrophysiker an der Universität Wien, der an der Studie mitwirkte. Und selbst wenn es sie gäbe, würde sie längst nicht alle Abweichungen oder Widersprüche zwischen den Messungen und den theoretischen Vorhersagen beseitigen.

Andere Beobachtungen

Das heute unter den meisten Astrophysikern akzeptierte Standardmodell, das sogenannte "Lambda Cold Dark Matter Model" (CDM) besagt, dass Satellitengalaxien, die als massearme Zwerggalaxien große Muttergalaxien wie die Milchstraße und den Andromeda-Nebel umgeben, bestimmte Eigenschaften zeigen sollten: "Die leuchtenden Sternsysteme müssen selbst in CDM eingebettet sein, zu Tausenden weit verteilt und unorganisiert die Muttergalaxien umlaufen", so Marcel Pawlowski, der eine Studie dazu im Fachjournal „Monthly Notices oft he Royal Astronomical Society“ veröffentlicht. "Wir beobachten aber etwas anderes: Die Satellitengalaxien sind auf riesige Scheiben konzentriert und bewegen sich darin in die gleiche Richtung, so wie die Planeten die Sonne umkreisen. Dieser Befund ist unerwartet und stellt ein wirkliches Problem dar."

Um die Milchstraße herum sind die Satellitengalaxien in einer fast polaren, dünnen, sogenannten "Disk of Satellites" (DoS) angeordnet und bilden mit Sternhaufen und Sternströmen die "Magellansche Ebene", die die Autoren "Vast Polar Structure" nennen. Um Andromeda liegt die Hälfte aller Satelliten in dem "Great Plane of Andromeda".

Frühe Kollisionen

Die Wissenschafter schlagen für die Satellitensysteme ein anderes als bisher vermutetes Entstehungsszenario vor: Die Kollision zweier großer Galaxien sehr früh im Universum. "Von 'heutigen' Galaxienkollisionen und -verschmelzungen wissen wir, dass weite Gezeitenarme entstehen, in denen Gas und Sterne herausgerissen werden, wobei das Gas zu kleinen Galaxien klumpen und neue Sterne entstehen lassen kann. Diese Gezeiten-Zwerggalaxien bewegen sich zwangsläufig in einer gemeinsamen Bahnebene, bergen aber viele Geheimnisse“, erklärt Hensler, denen er in seiner Arbeitsgruppe in FWF- und DFG-geförderten Projekten mit Hilfe von Computersimulationen nachgeht, die am Vienna Scientific Cluster durchgeführt werden.

Dieses spannende Forschungsfeld hat also deutliche Konsequenzen für unser physikalisches Bild vom Universum. Die mögliche Koexistenz von zwei Typen von Zwerggalaxien, die wir heute beobachtungsmäßig aber nicht kennen, nämlich die einen mit CDM und die anderen ohne, ist "ein gravierender Konflikt", so Hensler.

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