In unserer Galaxie gibt es einen "dunklen Impaktor", der Löcher sprengt. Wir können es nicht sehen. Es könnte nicht aus normaler Materie bestehen. Unsere Teleskope haben es nicht direkt erkannt. Aber es scheint sicher, dass es da draußen ist.
"Es ist eine dichte Kugel von etwas", sagte Ana Bonaca, eine Forscherin am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, die Beweise für den Impaktor entdeckte.
Bonacas Beweis für den dunklen Impaktor, den sie am 15. April auf der Konferenz der American Physical Society in Denver vorstellte, ist eine Reihe von Löchern im längsten Sternstrom unserer Galaxie, GD-1. Sternströme sind Linien von Sternen, die sich gemeinsam über Galaxien bewegen und häufig aus kleineren Sternblöcken stammen, die mit der betreffenden Galaxie kollidierten. Die Sterne in GD-1, Überreste eines "Kugelhaufens", der vor langer Zeit in die Milchstraße getaucht ist, erstrecken sich in einer langen Linie über unseren Himmel.
Unter normalen Bedingungen sollte der Strom mehr oder weniger eine einzelne Linie sein, die durch die Schwerkraft unserer Galaxie gestreckt wird, sagte sie in ihrer Präsentation. Astronomen würden eine einzige Lücke im Strom erwarten, an dem Punkt, an dem sich der ursprüngliche Kugelsternhaufen befand, bevor seine Sterne in zwei Richtungen abdriften. Aber Bonaca hat gezeigt, dass GD-1 eine zweite Lücke hat. Und diese Lücke hat eine zerklüftete Kante - eine Region, die Bonaca als "Sporn" von GD-1 bezeichnet -, als ob vor nicht allzu langer Zeit etwas Riesiges durch den Strom gestürzt wäre und mit seiner enormen Schwerkraft Sterne hinter sich her gezogen hätte. GD-1 wurde anscheinend von dieser unsichtbaren Kugel getroffen.
"Wir können kein leuchtendes Objekt abbilden, das wir beobachtet haben", sagte Bonaca gegenüber Live Science. "Es ist viel massereicher als ein Stern ... Etwa eine Million Mal so viel wie die Masse der Sonne. Es gibt also einfach keine Sterne dieser Masse. Wir können das ausschließen. Und wenn es ein Schwarzes Loch wäre, wäre es ein supermassives Schwarz Loch der Art, die wir im Zentrum unserer eigenen Galaxie finden. "
Es ist nicht unmöglich, dass es in unserer Galaxie ein zweites supermassereiches Schwarzes Loch gibt, sagte Bonaca. Aber wir würden erwarten, ein Zeichen davon zu sehen, wie Fackeln oder Strahlung von seiner Akkretionsscheibe. Und die meisten großen Galaxien scheinen nur ein einziges supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum zu haben.
Da keine riesigen, hellen Objekte sichtbar sind, die sich von GD-1 entfernen, und keine Hinweise auf ein verstecktes, zweites supermassereiches Schwarzes Loch in unserer Galaxie vorliegen, ist die einzige offensichtliche Option ein großer Klumpen dunkler Materie. Das bedeutet nicht, dass das Objekt definitiv zu 100% aus dunkler Materie besteht, sagte Bonaca.
"Es könnte sein, dass es sich um ein leuchtendes Objekt handelt, das irgendwo verschwunden ist und sich irgendwo in der Galaxie versteckt", fügte sie hinzu.
Dies scheint jedoch unwahrscheinlich, auch aufgrund der Größe des Objekts.
"Wir wissen, dass es 10 bis 20 Parsecs breit ist", sagte sie. "Über die Größe eines Kugelsternhaufens."
Es ist jedoch schwierig, ein leuchtendes Objekt vollständig auszuschließen, auch weil die Forscher nicht wissen, wie schnell es sich während des Aufpralls bewegte. (Es mag sich sehr schnell bewegt haben, aber nicht ganz so schwer wie erwartet - eine echte dunkle Kugel - sagte Bonaca. Oder es hätte sich langsamer bewegen können, aber sehr massiv - eine Art dunkler Hammer.) Ohne eine Antwort darauf Frage, es ist unmöglich sicher zu sein, wo das Ding gelandet wäre.
Dennoch ist die Möglichkeit, ein echtes Objekt der dunklen Materie gefunden zu haben, verlockend.
Derzeit wissen die Forscher nicht, was dunkle Materie ist. Unser Universum scheint sich wie die leuchtende Materie zu verhalten. Das, was wir sehen können, ist nur ein kleiner Bruchteil dessen, was da draußen ist. Galaxien verbinden sich, als ob sich etwas Schweres in ihnen befindet, das sich in ihren Zentren sammelt und eine enorme Schwerkraft erzeugt. Die meisten Physiker argumentieren also, dass es da draußen etwas anderes gibt, etwas Unsichtbares. Es gibt viele verschiedene Meinungen darüber, woraus es besteht, aber keine der Bemühungen, dunkle Materie auf der Erde direkt zu entdecken, hat bisher funktioniert.
Dieser dichte Ball aus unsichtbarem Etwas, das durch unsere Milchstraße stürzt, bietet Physikern einen neuen Beweis dafür, dass dunkle Materie real sein könnte. Und es würde darauf hinweisen, dass dunkle Materie wirklich "klumpig" ist, wie die meisten Theorien über ihr Verhalten vorhersagen.
Wenn dunkle Materie "klumpig" ist, dann konzentriert sie sich in unregelmäßigen Stücken, die ungefähr über Galaxien verteilt sind - ähnlich wie die leuchtende Materie, die wir in Sternen und Nebeln konzentriert sehen. Einige alternative Theorien, einschließlich Theorien, die darauf hinweisen, dass dunkle Materie überhaupt nicht existiert, würden keine Klumpen enthalten - und hätten die Auswirkungen dunkler Materie, die gleichmäßig über Galaxien verteilt sind.
Bisher ist Bonacas Entdeckung einzigartig und so neu, dass sie noch nicht in einem von Experten begutachteten Journal veröffentlicht wurde (obwohl sie von der Menge der Physiker auf der prestigeträchtigen Konferenz anerkennend aufgenommen wurde).
Um dies zu erreichen, stützte sie sich auf Daten der Gaia-Mission, einem Programm der Europäischen Weltraumorganisation, um Milliarden von Sternen in unserer Galaxie und ihre Bewegungen über den Himmel zu kartieren. Es bildete den besten existierenden Katalog der Sterne, die Teil von GD-1 zu sein scheinen.
Bonaca untermauerte diese Daten mit Beobachtungen des Multi-Spiegel-Teleskops in Arizona, die zeigten, welche Sterne sich zur Erde bewegten und welche sich wegbewegten. Dies half bei der Unterscheidung zwischen Sternen, die sich mit GD-1 wirklich bewegten, und solchen, die nur daneben am Himmel der Erde saßen. Diese Bemühungen ergaben das präziseste Bild von GD-1, das die zweite Lücke, den Sporn und eine zuvor nicht sichtbare Region des Sternstroms enthüllte.
Auf der anderen Seite der Straße, sagte Bonaca, möchte sie weitere Kartierungsprojekte durchführen, um andere Regionen des Himmels zu enthüllen, in denen etwas Unsichtbares Sterne herumzuwerfen scheint. Das Ziel, sagte sie, sei es, irgendwann Klumpen dunkler Materie in der gesamten Milchstraße abzubilden.
