Yale-Team entdeckt dritte Galaxie ohne Dunkle Materie

Ein von Yale geleitetes Astronomenteam hat bestätigt, dass eine lichtschwache Zwerggalaxie 67 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt keine Dunkle Materie enthält. Damit ist sie die dritte derartige Galaxie, die entlang einer ungewöhnlichen linearen Spur gefunden wurde – und sie liefert einige der bisher stärksten Beweise dafür, dass Dunkle Materie eine physische Substanz ist, die von gewöhnlicher Materie getrennt werden kann.

Eine kosmische Spur wie keine andere

Die Galaxie NGC 1052-DF9 schließt sich zwei zuvor identifizierten Galaxien mit Defizit an Dunkler Materie an, DF2 und DF4, die 2018 und 2019 entdeckt wurden. Alle drei liegen laut einer im The Astrophysical Journal veröffentlichten Studie in einer geraden Linie mit sieben weiteren Galaxien im NGC 1052-Feld, eine Formation, die noch nie zuvor beobachtet wurde.arXiv.org+1

„Eine Reihe von Galaxien ohne Dunkle Materie wurde noch nie zuvor gesehen“, sagte Michael Keim, Doktorand der Astrophysik in Yale und Erstautor der Studie. „Die Entdeckung liefert einige der bisher stärksten Beweise dafür, dass diese Galaxien durch einen extremen und bisher ungesehenen Prozess entstanden sind, und bietet ein seltenes neues Fenster in die Natur der Dunklen Materie selbst.“news.yale

Unter Verwendung des Keck Cosmic Web Imager am W. M. Keck Observatorium auf Maunakea, Hawaii, maßen die Forscher die Bewegungen der Sterne innerhalb von DF9, um ihre Gesamtmasse zu bestimmen. Sie fanden eine stellare Geschwindigkeitsdispersion von etwa 6,5 Kilometern pro Sekunde – was mit der Gravitationskraft der sichtbaren Materie allein übereinstimmt, die auf etwa 140 Millionen Sonnenmassen geschätzt wird. Wenn DF9 einen typischen Halo aus Dunkler Materie beherbergen würde, würde seine Masse 10 Milliarden Sonnen übersteigen und die Geschwindigkeitsdispersion wäre weitaus höher.The Machine Herald+2

Eine Bullet-Dwarf-Kollision

Die Ausrichtung der drei Galaxien ohne Dunkle Materie deutet auf einen einzigen katastrophalen Ursprung hin. Im „Bullet Dwarf“-Kollisionsszenario prallen zwei Galaxien mit extremer Geschwindigkeit aufeinander und streifen Gas von ihren Halos aus Dunkler Materie ab. Dieses freigesetzte Gas kondensiert dann zu neuen Galaxien entlang einer linearen Spur – Galaxien, die ohne das Gerüst aus Dunkler Materie geboren wurden, das solche Strukturen normalerweise zusammenhält.universetoday+1

DF9 war zuvor fälschlicherweise als supermassereiches Schwarzes Loch identifiziert worden, bevor Keim es während seiner Doktorarbeit bei Pieter van Dokkum, dem Yale-Astronomen, der zuerst über das Defizit an Dunkler Materie in DF2 berichtete, für eine tiefergehende Analyse markierte.physics.yale.edu+1

Warum fehlende Dunkle Materie beweist, dass Dunkle Materie existiert

Entgegen der Intuition gehören Galaxien, denen Dunkle Materie fehlt, zu den stärksten Argumenten dafür, dass Dunkle Materie real ist. Wenn Dunkle Materie lediglich ein Artefakt modifizierter Gravitation wäre, wie einige alternative Theorien vorschlagen, könnte sie nicht physisch von einer Galaxie abgestreift werden. Die Tatsache, dass DF2, DF4 und jetzt DF9 stellare Bewegungen zeigen, die nur mit ihrer sichtbaren Masse übereinstimmen, legt nahe, dass Dunkle Materie eine eigenständige Substanz ist, die durch energetische Kollisionen von normaler Materie getrennt werden kann.The Machine Herald+1

„Dieses System zeigt, dass Sterne und Galaxien bei extremen Ereignissen außerhalb von ‚Halos‘ aus Dunkler Materie entstehen können, und deutet darauf hin, dass Dunkle Materie eine physische Substanz ist, die unabhängig von normaler Materie oder Gas agieren kann, was alternative Theorien infrage stellt, dass Dunkle Materie Gravitation sei“, sagte Keim.news.yale