Eine neue Analyse einer bemerkenswert massereichen, aber kompakten Galaxie im frühen Universum legt nahe, dass dunkle Materie mit sich selbst interagiert.
Die JWST-ER1-Galaxie, die nur 3,4 Milliarden Jahre später entstand Urknallwurde erstmals im vergangenen Oktober auf Bildern der NASA gesichtet. James Webb-Weltraumteleskop (JWST). Mehr als 17 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist JWST-ER1g das am weitesten entfernte Beispiel eines „Einstein-Ring„- ein ununterbrochener Lichtkreis um die Galaxie, das Ergebnis der Ablenkung der Lichtstrahlen einer entfernten, unsichtbaren Galaxie aufgrund der Space Warp-Masse von JWST-ER1.
Die kosmische Fata Morgana ist nicht nur ein hübsches Schauspiel, das aus einer glücklichen Ausrichtung entsteht Galaxien; Es bietet Physikern außerdem eine wertvolle Sonde für modellunabhängige Messungen der im Ringradius eingeschlossenen Masse.
Verwandt: „Einsteins Ring“, fotografiert vom James Webb-Weltraumteleskop, ist das am weitesten entfernte Objekt mit Gravitationslinse, das jemals gesehen wurde
Durch die Berechnung, wie stark JWST-ER1g die Raumzeit um sich herum verzerrt hat, schätzte das Entdeckungsteam, dass die Galaxie etwa 650 Milliarden Sonnen wiegt, was sie für ihre Größe zu einer besonders dichten Galaxie macht. Durch Subtrahieren der sichtbaren Sternmasse von der abgeleiteten Gesamtmasse können Physiker den Anteil der Galaxie messen schwarze Materieeine unsichtbare Substanz, die mehr als 80 % der gesamten Materie in unserem Universum ausmacht.
Trotz jahrzehntelanger Beobachtungen und zahlreicher Indizienbeweise muss die schwer fassbare Substanz noch direkt nachgewiesen werden. In JWST-ER1g stellte das Entdeckungsteam fest, dass dunkle Materie etwa die Hälfte der Massendiskrepanz erklärt und dass „zusätzliche Masse notwendig zu sein scheint, um die Linsenergebnisse zu erklären“, heißt es in der Studie. Entdeckungspapierletzten Herbst veröffentlicht.
„Der Massenwert der Dunklen Materie scheint höher zu sein als erwartet“, sagte Hai-Bo Yu, Professor für Physik und Astronomie an der University of California, Riverside (UCR) und Mitautor der neuen Studie, in einer Pressemitteilung. Stellungnahme. “Es ist verwirrend.”
In einer neuen Arbeit schlagen Yu und Kollegen vor, dass die ungewöhnlich hohe Dichte von JWST-ER1g durch eine höhere Sternpopulation als derzeit angenommen erklärt werden könnte. Ein Kontraktionsmechanismus, durch den gewöhnliche Materie – die Materie, aus der Gas und Sterne bestehen – im Halo aus dunkler Materie von JWST-ER1g „kollabiert und kondensiert“, könnte jedoch „mehr Masse dunkler Materie im gleichen Volumen enthalten, was zu einer höheren Dichte führen würde.“ . Der Hauptautor der Studie, Demao Kong von UCR, sagte in derselben Erklärung.
Der Halo aus dunkler Materie, der im Zentrum der Galaxie am dichtesten ist, ist der Gravitationsklebstoff, der das Auseinanderbrechen rotierender Galaxien verhindert. Darüber hinaus bieten Modelle, die eine bestimmte Art dunkler Materie einbeziehen, deren Teilchen mit sich selbst interagieren, „eine hervorragende Passform für die Messung von JWST-ER1“, heißt es in der Studie. neue Studie.
Wir wissen noch nicht, was dunkle Materie eigentlich ist. Beobachtungsergebnisse deuten darauf hin, dass es sich um einen neuen Teilchentyp handelt, dessen Vorhandensein nur aus seinen gravitativen Wechselwirkungen mit gewöhnlicher Materie abgeleitet werden kann. Dunkle Materie könnte einfach eine Art von Teilchen sein oder eine komplexe Vielfalt verschiedener Arten, wie bei normaler Materie, und möglicherweise in Gegenwart zusätzlicher Teilchen wirken. bisher unbekannte Kräfte exklusiv für Dunkle Materie.
ÄHNLICHE BEITRÄGE:
— Was ist dunkle Materie?
– James Webb Space Telescope (JWST) – Ein vollständiger Leitfaden
— Unglaublich perfekter „Einstein-Ring“, aufgenommen vom James Webb-Weltraumteleskop
Im vergangenen Dezember führte Yu Simulationen zur Bildung von Strukturen durch, die selbstwechselwirkende Dunkle Materie enthalten abgeschlossen dass solche Selbstwechselwirkungen extrem dichte Halos aus dunkler Materie in einigen Galaxien erklären könnten, ebenso wie überraschend niedrige Dichten in anderen, die beide durch die vorherrschende Theorie der „kalten dunklen Materie“ nicht erklärt werden können.
Physiker hoffen, dass JWST sozusagen mehr Licht auf die Dunkle Materie bringen kann. Die beispiellosen Infrarotaugen des Teleskops reichen weiter in die Zeit zurück als jedes andere Teleskop und das nächste Untersuchungen Galaxien aus dem sehr frühen Universum könnten Hinweise auf Teilchen der Dunklen Materie und deren Verhalten liefern, sagte Yu.
„Wir erwarten von JWST weitere Überraschungen und bald mehr Informationen über Dunkle Materie.“
Die neue Studie wurde am 11. April in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.