Quasare gehören zu den frühesten Objekten im Universum. Sind sie Schöpfer oder Zerstörer von Galaxien?
Quasare stellen ein Stadium im Lebenszyklus einer Galaxie dar, in dem große Materiemengen spiralförmig auf ein zentrales supermassereiches Schwarzes Loch zuströmen und dabei enorme Energiemengen freisetzen. In diesem Stadium leuchtet der Galaxienkern heller als alles andere im Universum und überstrahlt den Rest seiner Wirtsgalaxie oft um Hunderte oder Tausende Male. Quasare sind die extrem hellen Zentren von Galaxien, angetrieben von aktiv betriebenen supermassereichen Schwarzen Löchern. Die Erforschung dieser Objekte kann Forschern helfen zu verstehen, wie sich Schwarze Löcher im heutigen Universum entwickeln. Durch die Anziehung von Gas und Staub setzen diese Schwarzen Löcher jedoch so viel Energie frei, dass sie ganze Wirtsgalaxien überstrahlen können, was ihre Untersuchung erschwert.
In den Jahren 2024-2026 wurde eine Theorie zur Ansammlung dunkler Materie im Zentrum unserer Galaxie entwickelt
Neue Modelle zeigen, dass Sterne existieren können, indem sie nur dunkle Materie als Brennstoff nutzen, und da es in der Nähe des galaktischen Zentrums eine extrem große Menge an dunkler Materie gibt, werden diese Sterne unsterblich.
Die Suche nach dunkler Materie in unserer Milchstraße ist die größte Herausforderung der modernen Physik
Sterne bewegen sich an den Rändern der Milchstraße langsamer als erwartet – eine langsame Bewegung, die sich laut Wissenschaftlern nur erklären lässt, wenn unsere Karte der Galaxien mit Dunkler Materie fehlerhaft ist. Die spezifischen Geschwindigkeiten von Sternen an den Rändern dieser Galaxien galten bisher als unumstößlicher Beweis für die Existenz Dunkler Materie in Galaxien. Denn Astronomen können die Rotationskurve einer Galaxie messen, die die Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne in Abhängigkeit von ihrer Entfernung vom galaktischen Zentrum darstellt.
Dunkle Materie und das kosmische Netz verbinden Galaxien wie Stadtautobahnen
Riesige Filamente durchziehen das Universum und verbinden Galaxienhaufen wie Autobahnen zwischen Städten. Ihre Form und Struktur enthalten wichtige Informationen über den Inhalt und die Geschichte des Universums. Ihre komplexe Form macht sie jedoch äußerst schwer messbar. Forscher haben nun eine neue Methode zur Messung der Masse dieser Filamente vorgestellt, die dazu beitragen könnte, die Geheimnisse der dunklen Materie und der dunklen Energie zu entschlüsseln.
Zusammensetzung und Struktur der Dunklen Materie: Theorien und Geheimnisse
Laut dem Forschungsteam ermöglichen ihre Ergebnisse auch eine genauere Bestimmung des Anteils der dunklen Energie an Energie und Materie im Universum. Zu ihren Schlussfolgerungen gelangten sie nach der Analyse von Beobachtungen von Galaxienhaufen, die mit dem Röntgenteleskop eROSITA durchgeführt wurden. Dieses scannt den gesamten Himmel über der Erde nach erkennbaren Galaxienhaufen ab. eROSITA ist an Spektr-RG montiert, einem russisch-deutschen Weltraumteleskop, das 2019 in die Erdumlaufbahn gebracht wurde.
Zwei Theorien über die Beziehung zwischen Dunkler Materie und Schwarzen Löchern
Winzige Schwarze Löcher, die Sekunden nach der Geburt des Universums entstanden, existieren möglicherweise länger als erwartet. Dies lässt Forscher vermuten, dass primordiale Schwarze Löcher die Quelle der Dunklen Materie sein könnten, der geheimnisvollsten Substanz im Universum.
Dunkle Materie in Galaxien könnte geschwächt sein oder ganz fehlen
Die Entdeckung einer riesigen Galaxie, in der es offenbar keine Dunkle Materie gibt, könnte die gängige Sichtweise der kosmischen Evolution in Frage stellen. Dunkle Materie, die etwa 85 Prozent der Materie im Universum ausmacht, fehlt in NGC 1277, einer Galaxie im Perseus-Galaxienhaufen. Die Galaxie, 240 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, ist der erste Galaxienhaufen aus Sternen, Planeten, Staub und Gas von der Größe der Milchstraße, in dem keine Dunkle Materie gefunden wurde.
Entwicklung der Dunklen Materie und die Rotation des Universums
Das Standardmodell der Kosmologie – unsere führende Theorie der kosmischen Evolution – geht davon aus, dass die Dunkle Energie im gesamten Universum und über die Zeit hinweg konstant ist und somit eine grundlegende Eigenschaft des Weltraums darstellt. Wäre sie konstant, würde die mysteriöse Dunkle Energie, die bis zu 70 Prozent des Universums ausmacht, alle Sterne und Galaxien verdrängen. Die umfassendste Untersuchung der kosmischen Geschichte des Universums legt jedoch nahe, dass sich die Dunkle Energie, auch als hypothetische „Antigravitationskraft“ bekannt, im Laufe der Zeit eher entwickelt als konstant bleibt, was auf eine weniger einsame Zukunft für die Bewohner des Universums hindeutet.
Das Konzept des „Einstein-Rings“ und seine Verbindung mit dunkler Materie
Ein Einstein-Ring ist ein extrem seltener Typ eines Gravitationslinsenobjekts, das erstmals in Albert Einsteins Relativitätstheorie vorhergesagt wurde. Gravitationslinsen entstehen, wenn die enorme Schwerkraft eines massereichen Vordergrundobjekts, wie etwa eines Galaxienhaufens oder eines Schwarzen Lochs, die Raumzeit um dieses Objekt herum krümmt. Licht, das von weiter entfernten Objekten, wie Galaxien oder Supernovas, ausgestrahlt wird und diese gekrümmte Raumzeit durchquert, erscheint aus unserer Perspektive von der Erde aus ebenfalls gekrümmt.
Wechselwirkung von Sternen, Galaxien und dunkler Materie
Die extremen Bedingungen in Neutronensternen machen sie zu idealen Laboren für die Erforschung der Physik unter Bedingungen, die nirgendwo sonst im Universum zu finden sind. Wissenschaftler vermuten zudem, dass einige tote Sterne aus dem dichtesten Material im bekannten Universum, sogenannte Neutronensterne, als Fallen für Dunkle-Materie-Teilchen fungieren könnten, die bei hoher Geschwindigkeit kollidieren und sich gegenseitig vernichten. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Braune Zwerge, auch als gescheiterte Sterne bekannt, als Gravitationsfallen für Dunkle Materie fungieren und dieses exotische Material zur Wechselwirkung zwingen könnten.
Der Dunkle-Materie-Satellit ARRAKIHS wird 2030 gestartet
Die Mission soll den Halo aus dunkler Materie von 75 verschiedenen Galaxien untersuchen – einen hypothetischen Bestandteil von Galaxien, der die galaktische Scheibe umgibt und sich weit über den sichtbaren Teil der Galaxie hinaus erstreckt. Die Masse des Halos ist der Hauptbestandteil der Gesamtmasse der Galaxie, berichtet die Europäische Weltraumorganisation.