Was, wenn die Dunkle Materie mit sich selbst interagieren würde? Eine neue Studie über den Galaxienhaufen "El Gordo" legt nahe, dass die Dunkle Materie kollisionsfreudig sein könnte und damit das aktuelle Standardmodell infrage stellt. Diese Entdeckung könnte unser Verständnis des Universums grundlegend verändern.
Galaxienhaufen "El Gordo".
Kredit: X-ray: NASA/CXC/Rutgers/J.Hughes et al, Optical: ESO/VLT/Pontificia Universidad. Catolica de Chile/L.Infante & SOAR (MSU/NOAO/UNC/CNPq-Brazil)/Rutgers/F.Menanteau, IR: NASA/JPL/Rutgers/F.Menanteau
Eine von Riccardo Valdarnini von der SISSA durchgeführte und in
Astronomy & Astrophysics veröffentlichte Forschung hat gezeigt, dass die Dunkle Materie im Haufen "El Gordo" auto-interaktiv sein könnte. Mithilfe numerischer Simulationen analysierte die Studie diesen kosmischen Riesen, der sieben Milliarden Lichtjahre entfernt ist.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Trennung zwischen den Bereichen maximaler Dunkler Materiedichte und den anderen massereichen Komponenten durch das SIDM-Modell (Self-Interacting Dark Matter) und nicht durch das Standardmodell erklärt werden kann.
Diese Studie unterstützt das SIDM-Modell, bei dem die Teilchen der Dunklen Materie durch Kollisionen Energie austauschen, was bedeutende Auswirkungen auf die Astrophysik hat. "El Gordo" mit seinen einzigartigen Eigenschaften ist ein ausgezeichnetes Labor, um diese Interaktionen zu studieren.
Valdarnini erklärt, dass laut dem Standardmodell das Verhalten des kollisionsfreudigen Gases sich von dem der Galaxien und der Dunklen Materie bei der Verschmelzung von Haufen unterscheidet. Das SIDM-Modell jedoch sieht eine Trennung der Schwerpunkte der Dunklen Materie von den anderen Komponenten vor, ein Phänomen, das in "El Gordo" beobachtet wird.
Durch N-Body/Hydrodynamik-Simulationen hat Valdarnini gezeigt, dass die Trennungen zwischen den verschiedenen Massezentrums des "El Gordo" erklärt werden können, wenn die Dunkle Materie auto-interaktiv ist. Dies weist auf ein kollisionsfreudiges Verhalten der Dunklen Materie bei Hochenergie-Clusterkollisionen hin.
Allerdings sind die gemessenen Werte für die SIDM-Interaktionen höher als die aktuellen Grenzen, was darauf hinweist, dass die aktuellen SIDM-Modelle nicht perfekt sind. Die physikalischen Prozesse, die an der Interaktion der Dunklen Materie beteiligt sind, sind komplexer als bislang angenommen.
Quelle: Astronomy & Astrophysics