Zwerggalaxien: Minimalmasse für Galaxien entdeckt?

astronews.com Redaktion

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Durch die Untersuchung der leuchtschwachen Zwerggalaxien, die unsere Milchstraße umrunden, glauben amerikanische Astronomen eine Minimalmasse für Galaxien entdeckt zu haben. Danach muss eine Galaxie mindestens die 10 Millionen-fache Masse unserer Sonne haben. Der Fund könnte wichtig sein, um die Dunkle Materie besser zu verstehen. (28. August 2008)

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Nathan5111

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Selektive Gravitation?

Standardverhältnis DM:BM universumsweit ca 4:1

DM in der Umgebung unseres Sonnensystems: 0:1 (Sehen wir nicht, messen wir nicht, brauchen wir nicht, hier reicht uns 'Newton' vollständig, DM würde nur stören.)

Da Zwerggalaxien hauptsächlich aus Dunkler Materie bestehen - das Verhältnis von normaler Materie zu Dunkelmaterie kann bis zu 1:10.000 betragen - verrät diese gefundene Minimalmasse einiges über fundamentale Eigenschaften der Dunkelmaterie.

DM:BM 10.000:1 im Halo

"Wir sind begeistert, denn die Galaxien, die wir hier vor uns haben, sind nahezu unsichtbar und enthalten daher eine ungeheure Menge an Dunkelmaterie", so James Bullock,

DM:BM 1:0 möglich.

Die Wissenschaftler vermuten, dass auch Dunkelmaterie-Klumpen ganz ohne Sterne existieren können. Doch entdecken kann man nur Klumpen, in denen sich zumindest einige Sterne finden lassen.

Ach, ich weiß nicht ...

Und dann bei CERN:

Und vielleicht entstehen dabei, so die Hoffnung der Astronomen, auch Teilchen, aus denen auch die Dunkelmaterie bestehen könnte.

Irgendwie wird mein Vorstellungsvermögen hier doch stark (über-)strapaziert.
 
F

fspapst

Gast
DM in der Umgebung unseres Sonnensystems: 0:1
Wie kommst Du denn da drauf?
Die DM ist zwar sehr dünn verteilt, aber auch im Sonnensystem vorhanden, dabei aber vermutlich auch noch gleichmäßig verteilt.
DM:BM 1:0 möglich.
Das kann ich mir nur vorstellen, wenn die DM auch im inter galaktischen Raum einen einigermaßen gleichmäßig verteilten Teppich bildet, in dem aber Wellen in Form von "Dichteschwankungen" auftreten. Bilden diese einen Wellenberg (Ansammlung DM) so wird sich dort eine Galaxie (zunächst sehr klein) bilden. Wir sehen die DM:BM = 10.000:1.
...Teilchen, aus denen auch die DM bestehen...
Irgendwie wird mein Vorstellungsvermögen hier doch stark (über-)strapaziert.
Weil die DM-Partikel nicht detektiert werden können, kann man trotzdem erkennen, dass da Energie (Partikel) verschwindet --> sich in DM verwandelt. Aber mit dieser Interpretation verlasse ich definitiv meinen Kompetenzbereich.

Gruß
FS
 

Orbit

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Zitat von Nathan5111
DM in der Umgebung unseres Sonnensystems: 0:1

Wie kommst Du denn da drauf?
Die DM ist zwar sehr dünn verteilt, aber auch im Sonnensystem vorhanden, dabei aber vermutlich auch noch gleichmäßig verteilt.
Ich sehe das auch so wie fspapst.

Eine Überschlagsrechnung:
Schneiden wir aus dem DM-Cluster der Milchstrasse ein Sonnensystem-Scheibchen aus: :)
R Cluster = 400'000 ly = 3,8E21 m
r Sonnensystem (bis Pluto) = 6E12 m
h der Scheibe (Sonnendurchmesser) = 1,4E9m

V Cluster/ V Scheibe = 4(3.8E21)^3/(3(6E12)^2*1,4E9) = 1.45E30 (pi kürzt sich raus)
Im Sonnensystem wäre, so gerechnet, 1/1,45E30stel der Cluster DM.
Veranschlagen wir die auf 1E42 kg, dann entfallen auf die Sonnensystem-Scheibe 6,9E11 kg.
Das sind ca. 2,8 Trillionstel der sichtbaren Masse im Sonnensystem.

Orbit
 

Orbit

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Sofern ich mir das nun richtig vorstelle, liegen die meisten dieser beobachteten Zwerggalaxien innerhalb des DM-Clusters der Milchstrasse, innerhalb dessen sie nun offenbar stark verdichtete Regionen bilden.
Dem Vorspann des Papers entnehme ich, dass sich dort die DM, welche auf Grund der gemessenen Rotationskurven 10 Millionen Sonnenmassen entsprechen muss, auf einen Kernbereich von 300 pc (rund 1000ly) konzentriert.

Wenn diese Beobachtungen von Strigari &Co. bestätigt werden, ist das die erste Sensation; denn in grossen Galaxien gibt es keine vergleichbare Konzentration von DM.

Die zweite Sensation: All diese Zwerggalaxien haben eine Masse von rund 2E37 kg. Davon ist der grösste Teil DM.
Ob das generell die minimale Startmasse zur Bildung von Galaxien sei, fragen sich die Wissenschaftler nun.

Reine DM-Galaxien seien möglich (von einer solchen war in diesem Forum auch schon die Rede). Könnte es sein, dass erst solche DM-Verdichtungen existierten, in welchen sich dann Sterne bildeten? Könnte es sein, dass schon die ersten Sterne in einer Galaxie geboren wurden?

Das wäre doch eine plausible Erklärung für die Entdeckung immer neuer Galaxien in einem überrachend frühen Stadium des Universums.

Orbit
 
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Orbit

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Hätte unsere Galaxis dieselbe Verteilung von DM, d.h. dieselbe DM-Dichte wie man sie nun in diesen Zwerggalaxien beobachtet hat, wäre diese in einer Kugel von 18400 ly, also innerhalb der Umlaufbahn unserer Sonne konzentriert.
Zum Vergleich:
Man geht heute davon aus, dass die DM der Milchstrasse in einem kugelförmigen Halo verteilt ist, die einen Radius von mehr als 300'000ly hat.

Die Sonne wäre auf ihrer Bahn um das GZ nicht mit den berechneten 220 sondern mit 510 km/s unterwegs.
Soviel nur, um das Überraschende dieser Beobachtung hervor zu heben.

Wie ist es möglich, dass in unserer näheren Umgebung solch gewaltigen Unterschiede in der Verteilung der DM existieren?
Orbit
 
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F

fspapst

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Könnte es sein, dass erst solche DM-Verdichtungen existierten, in welchen sich dann Sterne bildeten? Könnte es sein, dass schon die ersten Sterne in einer Galaxie geboren wurden?
Das wäre doch eine plausible Erklärung für die Entdeckung immer neuer Galaxien in einem überrachend frühen Stadium des Universums.

Soweit ich den Konsens in den letzten Artikeln zur DM aus der Fachlitetratur entnehmen kann, gehen die Überzeugungen der Kosmologen schon länger dahin, dass Fluktuationen in der DM zu den ersten Verdichtungen der BM geführt haben. Wobei mir nicht klar ist, warum die DM nach dem Urknall und/oder der Inflation größere Fluktuationen aufweisen sollte, als die BM. :confused:

Gruß
FS
 
F

fspapst

Gast
Wie ist es möglich, dass in unserer näheren Umgebung solch gewaltigen Unterschiede in der Verteilung der DM existieren?
Hallo Orbit,

irgendwer hat mal irgendwo (in einem Fachforum) vor ein paar Wochen gemeint, dass es eine Wechselwirkung zwischen DM und BM geben sollte, die entweder mehr ist, als nur die gravitative WW oder indem die gWW die DM innerhalb der Galaxien nach außen drängt.
Letzteres solle erklärbar sein, indem die DM nicht so dicht werden kann wie die BM. Genau verstanden habe ich den Artikel nicht. Leider habe ich den jetzt nicht mehr gefunden. Wenn juemand so einen Artikel (wieder) findet, bitte ich um den Link.

Es ist jedenfalls eine sehr merkwürdige Entdeckung, die aber eventuell einiges mehr über die DM verraten kann, als bisher bekannt ist.

Nach der Meldung dachte ich zuerst an eine Art Wellenfunktion der DM, in der die erste Verdichtung zur Zwerggalaxie führt und die Welle der DM sich wieder ausbreitet um dann den Halo zu bilden. Die Zeitskala für die Entstehung und Entwicklung der Galaxien ist mir aber nicht bekannt.

Hoffen wir auf mehr Informationen.

FS
 
F

fspapst

Gast
DM als Scheibe in der Michstraße

Habe diesen LINK gefunden.
DM als Scheibe in der Milchstraße?
 

Orbit

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fspapst
Danke für den Link.
Erde und Sonne bewegen sich mit rund 220*Kilometern pro Sekunde auf einer fast kreisförmigen Umlaufbahn um das Zentrum der Galaxis. Da sich der "dunkle" Halo nicht mitdreht, sind wir auf der Erde theoretisch ständig von einem Wind aus schnellen Dunkle-Materie-Partikeln umgeben. Da die "dunkle" Scheibe in derselben Geschwindigkeit rotieren sollte wie die galaktische Scheibe, wären die Teilchen darin aus unserer Perspektive viel langsamer.
Ansatzweise hab ich mir hier im Zusammenhang mit der Flyby-Anomalie auch schon Gedanken über einen nicht mitrotierenden Halo gemacht, wurde deswegen aber schon beinahe wie ein Crank behandelt.
Die Ergänzung dieser Vorstellung durch eine mitrotierende Scheibe aus DM in der galaktischen Ebene finde ich interessant. Der DM-Cluster erhält eine innere Struktur. Mal abwarten, was daraus wird.
Orbit
 
F

fspapst

Gast
Ansatzweise hab ich mir hier im Zusammenhang mit der Flyby-Anomalie auch schon Gedanken über einen nicht mitrotierenden Halo gemacht, wurde deswegen aber schon beinahe wie ein Crank behandelt.
Du bis bestimmt ein Höllenhund aber ein Crank???
Wobei die Flyby-Anomalie schon recht exotisch ist. :confused::eek::D

Ich kann schon verstehen, dass man bei einer solchen (Deiner) Überlegung zuerst mal auf (DM) Gegenwind stößt. Die Idee finde ich aber grundsätzlich nicht schlecht.
Passen denn die Anomalien mit einer rotierenden DM-Scheibe um Planeten zusammen?
 

mac

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Hallo fspapst,

Passen denn die Anomalien mit einer rotierenden DM-Scheibe um Planeten zusammen?
nein.

Wenn, dann mit einer entsprechenden Scheibe um die Sonne. Nur löst die aber das Problem nicht, denn sobald man die annimmt, kommt man in Konflikt mit den Umlaufbahnen der Planeten.

Herzliche Grüße

MAC
 
F

fspapst

Gast
Wenn, dann mit einer entsprechenden Scheibe um die Sonne. Nur löst die aber das Problem nicht, denn sobald man die annimmt, kommt man in Konflikt mit den Umlaufbahnen der Planeten.
Währe ja auch zu einfach gewesen! :eek::rolleyes::eek:

Danke für den Hinnweis.
 
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