Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Können wir die dunkle Materie sehen?

09.12.2003


Verteilung der Materiedichte des simulierten Milchstraßenhalos in logarithmischer Farbskala. Eine Bildkante entspricht einer Länge von 600000 Lichtjahren. Falls zukünftige Teleskope die Annihilationsstrahlung nachweisen, dann wahrscheinlich aus einer Region im Zentrum der Galaxie die nur einige Prozent der Größe des hier gezeigten Bildes hat.


Illustration von GLAST (obere Abbildung) und VERITAS (untere Abbildung) die beide Gammastrahlenteleskope der nächsten Generation sind. (Copyright: GLAST, VERITAS Teams)


Unsere Milchstraße ist, wie die meisten anderen Spiralgalaxien auch, von einem ausgedehnten Halo unsichtbarer dunkler Materie umgeben. Der Halo ist mindestens zehnmal größer und zehnmal schwerer als Teil den wir sehen können. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Astrophysik haben Supercomputersimulationen der Entwicklung eines solchen Halos durchgeführt um die zu erwartende Struktur zu verstehen. Wenn die dunkle Materie aus Neutralinos besteht, dann könnte Gammastrahlung die bei deren Selbstannihilation entsteht mit Gammastrahlenteleskopen der nächsten Generation beobachtet werden. Die Astrophysiker fanden heraus, dass das geplante Teleskop GLAST gute Möglichkeiten besitzt diese Strahlung zu entdecken und damit die Natur der dunklen Materie zu enthüllen.

... mehr zu:
»ABB »Gammastrahl »HALO »Materie

1933 untersuchte der schweizer Astronom Fritz Zwicky die Geschwindigkeiten von Galaxien in Galaxienhaufen und fand ein überraschendes Ergebnis: Die Masse der beobachteten Galaxien war viel zu gering um ihre Bewegungen in dem Galaxienhaufen zu erklären. Er schloss daraus, dass Galaxienhaufen neben den Galaxien noch aus weiterer, "dunkler" Materie bestehen.

Heute wissen wir dass etwa 90% der Gesamtmasse im Universum nicht nur dunkel ist - das heißt sie sendet kein Licht aus - sondern dass sie außerdem aus einer mysteriösen noch unbekannten Teilchenart bestehen muss. Das Geheimnis der Natur der dunklen Matiere im Universum zu lüften ist eine der größten Herausforderungen der heutigen Kosmologie.


Einer der besten Teilchenkandidaten für die dunkle Materie ist ein Teilchen, das Neutralino genannt wird. Dieses Teilchen tritt auf natürliche Weise in Theorien auf, die das Standardmodell der Teilchenphysik erweitern. Diese supersymmetrischen Theorien führen eine neue Symmetrie ein - die Supersymmetrie -, die jedem Boson ein neues supersymmetrisches Fermion zuordnet, und umgekehrt. Bisher wurde noch keines der neuen Teilchen entdeckt. Es wird angenommen dass diese Teilchen zu große Energien besitzen als dass sie mit heutigen Teilchenbeschleunigern nachgewiesen werden könnten.

Die Neutralinos könnten jedoch mit sich selbst annihilieren wenn sie in dichten Regionen des Universums aufeinandertreffen und neben weiteren Teilchen auch hochenergetische Gammastrahlung produzieren. Die Idee ist nun zu versuchen diese Gammastrahlung nachzuweisen und so schliesslich die Natur des Teilchens der dunklen Materie und seine Masse zu bestimmen. Die Stärke der Annihilation der dunklen Materie hängt sehr stark von der Dichte der dunklen Matreie und damit von der genauen Struktur der Halos die unsere und andere Galaxien umgeben ab. Das Hauptaugenmerk für den Nachweis liegt dabei auf unserer Milchstraße, vorallem da ihr Zentrum "nur" etwa 26000 Lichtjahre entfernt ist.

Die Wissenschaftlergruppe am MPA hat große Supercomputer des Garchinger Rechenzentrums der Max-Planck-Gesellschaft verwendet um die Entstehung eines Halos aus dunkler Materie ähnlich zu unserem eigenen mit bis jetzt unerreichter Auflösung zu simulieren (Abb 1). Sie haben für unterschiedliche Parameter der supersymmetrischen Theorie die erwartete Stärke der Gammastrahlung berechnet und diese mit den Nachweisgrenzen zweier Gammastrahlenteleskope der nächsten Generation verglichen. Eines dieser Teleskope ist ein Satellit (Abb 2. obere Illustration: The Gamma Ray Large Area Space Telescope GLAST) das andere ein erdgebundenes Teleskop (Abb 2. untere Illustration: Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System VERITAS).

Sie fanden heraus, dass, mittels einer neuen Nachweisstrategie die nach Gammastrahlung aus einem grossen Bereich zehn oder zwanzig Grad vom galaktischen Zentrum entfernt sucht, GLAST eine gute Chance haben wird die Gammastrahlen zu entdecken (Abb 3). Wir könnten endlich in der Lage sein die dunkle Materie zu "sehen" und ihre immer noch mysteriöse Natur zu enthüllen.

Felix Stoehr | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpa-garching.mpg.de

Weitere Berichte zu: ABB Gammastrahl HALO Materie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala
20.04.2018 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Licht macht Ionen Beine
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics