Ultradiffuse Galaxien werden wegen ihrer extrem geringen Leuchtkraft so genannt. Baryonenverteilung -
Ein Halo aus dunkler Materie ist ein Halo aus unsichtbarer MaterieSubstanz, die eine Galaxie oder einen Galaxienhaufen durchdringt und umgibt. Obwohl Dunkle Materie (die 85 % des Universums ausmacht) noch nie in einem Labor entdeckt wurde, sind Physiker zuversichtlich, dass sie existiert. In einer neuen Studie versuchten Wissenschaftler herauszufinden, warum der Halo aus dunkler Materie so „seltsam“ ist.
Halo aus dunkler Materie in seltenen Galaxien
Ultradiffuse Galaxien sind viel weniger massereichim Vergleich zur Milchstraße. Allerdings enthalten sie viel Gas, und seine Masse ist viel größer als die gesamte Sternmasse. Dies unterscheidet sich von dem, was Astronomen in der Milchstraße beobachten. Ultradiffuse Galaxien sind ebenfalls groß.
NGC 1052-DF2 ist eine ultradiffuse Galaxie. Foto: ESA/Hubble
Über die Verteilung der Dunklen Materie in diesen Galaxienkann anhand der Bewegung von Gasteilchen beurteilt werden. Überraschenderweise reicht das Vorhandensein baryonischer Materie selbst, überwiegend in Form von Gas, (fast) aus, um die gemessene Geschwindigkeit von Gasteilchen zu erklären. Es lässt auch wenig Platz für dunkle Materie in den inneren Regionen, wo sich die meisten Sterne und Gase befinden.
Warum ist es seltsam?
Das überrascht Wissenschaftler:Bei gewöhnlichen Galaxien, deren Massen den Massen ultradiffuser Galaxien ähneln, ist das Gegenteil der Fall. Dort überwiegt die dunkle Materie gegenüber der baryonischen Materie. Um dieses Ergebnis irgendwie zu erklären, kamen die Autoren der Studie zu dem Schluss, dass Halos aus dunkler Materie in einer geringeren „Konzentration“ vorliegen sollten. Vereinfacht ausgedrückt enthalten sie in den inneren Regionen viel weniger Masse als gewöhnliche Galaxien. In diesem Sinne sind die Halos aus dunkler Materie in ultradiffusen Galaxien „seltsam“, erklären Wissenschaftler.
Es scheint, dass solche Lichthöfe eine geringe Konzentration aufweisensind so selten, dass ultradiffuse Galaxien überhaupt nicht existieren sollten. Nach der Untersuchung von Daten aus modernen numerischen Simulationen der kosmischen Strukturbildung stellten Wissenschaftler jedoch fest, dass die Population von Halos mit niedriger Konzentration viel höher ist als erwartet.
Wie ist die Recherche verlaufen?
Bei der Arbeit waren Experten auf dem Gebiet der Gasdynamik beteiligtGalaxien entdeckten, dass ultradiffuse Galaxien langsamer rotieren als gewöhnliche Galaxien mit der gleichen Masse. Wissenschaftler interpretierten Daten aus Messungen der Gasbewegung in ihnen und schlossen daraus über die Verteilung der Dunklen Materie.
NGC1052-DF2, rote Riesensterne hervorgehoben. Foto: Hubble
Darüber hinaus analysierten Physiker die DatenModellierung der Entstehung von Raumstrukturen. Als Ergebnis identifizierten sie Halos aus dunkler Materie, die die gleichen Eigenschaften wie ultradiffuse Galaxien haben.
Warum ist diese Arbeit wichtig?
Astrophysiker haben dazu viele Fragenbetreffen die Entstehung und Entwicklung kürzlich entdeckter Galaxien. Beispielsweise enthalten diese ultradiffusen Objekte viel Gas, aber es ist nicht klar, warum es während der Entstehung nicht „verwittert“. Darüber hinaus zeigten die Autoren der neuen Arbeit, dass diese Objekte möglicherweise jünger sind als gewöhnliche Galaxien. Die Bildung von Ultradiffusen wurde nicht ausreichend untersucht und es sind zusätzliche Arbeiten erforderlich.
Was macht so ultradiffuse Galaxien aus?Interessant sind ihre ungewöhnlichen Eigenschaften. Sie wurden erst kürzlich entdeckt, aber sie werden uns helfen, die Entstehung von Sternhaufen und vielleicht sogar die Natur der Dunklen Materie zu verstehen.
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