Die kosmische Dunkle Materie-Muskete

Dunkle Materie gibt es wirklich! Sie ist keine Erfindung irgendwelcher Theorien, man kann sie zwar nicht direkt sehen (das macht sie ja gerade eben dunkel), aber man kann ihre Auswirkungen messen. Im Labor ist das zwar verkündet worden, aber noch sehr ungewiss. Ganz klar messbar ist der Effekt der Dunklen Materie aber, wenn man ins All hinausschaut, und dazu mehrere verschiedene Teleskope nimmt.
Eines meiner Lieblingsbilder aller Zeiten ist die Aufnahme des Bullet Clusters:

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Dieses Bild ist kein Foto, es ist eine Zusammenstellung aus Messungen verschiedener Teleskope. Das beobachtete Phänomen entsteht, wo zwei Galaxiencluster zusammenstoßen.
Das Chandra-Röntgenteleskop findet heraus, wo sich normale Materie befindet, denn die Galaxien besteht hauptsächlich aus Gaswolken, die sich in der Kollision erhitzen. Das heiße Gas strahlt, und diese Strahlen misst Chandra. Im Bild sind diese Bereiche in violett markiert.
Dazu kann man dann Beobachtungen mit Teleskopen im sichtbaren Licht nehmen, etwa von Hubble oder dem Keck-Teleskop, und den Gravitationslinseneffekt ausnutzen. Denn die Masse der Galaxienhaufen ist ausreichend groß, um Licht abzulenken und linsenartige Effekte zu haben. Wir sehen dann die Galaxien hinter diesen Haufen verzerrt oder gar mehrfach. Daraus errechnet man die Verteilung der Masse, diese ist in den Bildern blau. Und die einfache Tatsache, dass blaue und violette Bereiche nicht übereinstimmen, führt zur Folgerung: Da gibt es etwas, dass Gravitation ausübt, aber nicht an anderen Dingen teilnimmt, an denen Materie so teilnimmt, vornehmlich der elektromagnetischen Wechselwirkung. Wir sehen es nicht, aber wir sehen dass da Materie ist: Dunkle Materie.

Es sind mittlerweile sechs dieser spannenden Galaxienkollisionen untersucht worden. Der erste, der Bullet Cluster, ist so benannt, weil der violette Bereich wie die Wirkung einer Gewehrkugel aussieht. Jetzt ist ein neuer Cluster entdeckt worden, und weil die Kollision älter ist und langsamer als im Bullet Cluster, ist er Musket Ball Cluster benannt worden – Musketenkugel-Cluster:

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Die bislang entdeckten Kollisionen waren um die 200 Millionen Jahre alt, der Musket Ball Cluster DLSCL J0916.2+2951 aber kollidierte bereits vor 700 Millionen Jahren. Neben dem stechenden Beweis für Dunkle Materie wird er ein weiteres Stück helfen herauzufinden, welche Auswirkungen solche Kollisionen auf die beteiligten Galaxien haben.

Bleibt nur noch die Frage, wer da im Weltall so viele Gewehrkugeln abfeuert. Das kann natürlich nur Gott sein.

Kommentare

  1. #1 SCHWAR_A
    04/16/2012

    @Jörg:
    Auf diesem Bild ist m.E. deutlicher zu sehen, welche gravitativen Verzerrungen tatsächlich gemessen wurden.

  2. #2 JPeelen
    04/16/2012

    Es ist der stechende Beweis erbracht, dass Gravitationseffekte auftreten. Diese lassen sich am plausibelsten (Occams Razor!) mit “dunkler Materie” erklären.
    Ist das wirklich schon ein Beweis für deren Existenz?
    Hoffentlich geht es der dunklen Materie nicht wie einst dem Phlogiston, als Lavoisier plötzlich die Sache mit dem Sauerstoff ins Gespräch brachte.

  3. #3 SCHWAR_A
    04/17/2012

    @JPeelen:
    Der Name “Dunkle Materie” ist (nur) dr derzeitige Arbeitsbegriff für das gesamte Thema.
    Was die gemessenen Gravitationseffekte tatsächlich bewirkt, ist Gegenstand aktueller Forschung unter dem Sammelbegriff “DM”…

  4. #4 StefanL
    04/19/2012

    Ich meine mal gelesen zu haben, dass die “leuchtenden Gaswolken” im Bulletcluster (violette Anteile) etwa 20% der baryonischen Materie(des Clusters) sind – meine Erinnerung kann natürlich falsch sein (Entropie ;-) ) – hat da jemand einen link/paper in dem sowas(Anteil leuchtendes kollidiertes/stationäres Gas ggüb. Rest der baryonischen Materie) genauer beschrieben ist? Wird dabei eigentlich davon ausgegangen, dass sämtliche ‘Gaswolken’ quasi in der Mitte hängen bleiben? Im verlinkten Artikel zum ‘Musket Ball’ wird ja auch ‘nur’ eine obere Schranke für die Dichte der (nach wie vor hypothetischen) DM(WIMPs) abgeleitet – jedenfalls soweit ich ihn diesbzgl. verstehe.

  5. #5 Avenner
    04/19/2012

    Und für jeden Beweis für die DM folgt ein Beweis dagegen ;-)

    Mit
    http://www.pro-physik.de/details/news/1831891/Keine_dunkle_Materie.html
    steht es nun wie? 75:76

    Gruß
    Aveneer