Dunkle Materie: Entdeckt NASA-Teleskop schwaches Glimmen?

astronews.com Redaktion

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Theoretisch, so die Ansicht von Wissenschaftlern, könnte das neue NASA-Gammastrahlenteleskop Fermi ein schwaches Glimmen der ominösen Dunklen Materie aufspüren. Doch wo genau soll es danach suchen? Ein internationales Wissenschaftler-Team hat jetzt, nach Auswertung einer entsprechenden Simulation auf einem der größten Supercomputer Europas, entsprechende Vorschläge gemacht. (6. November 2008)

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jora52

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Hallo,

das mit der Dunklen Materie wird ja immer spannender.

Aber wie kommen die angeführten 3,5 Mio Rechnerstunden zusammen? Die entsprechen ja fasr 400 Jahre zu 8760 Stunden. Wie sind diese 3,5 Mio Rechnerstunden zu verstehen?

Jora52
 

Orbit

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Ich bin mehr über solche Aussagen gestolpert:
Der Halo der Milchstraße entstand vermutlich durch eine Reihe gewaltiger Kollisionen viel kleinerer Klumpen, die aus dem Urknall hervorgingen, und dann verschmolzen. Die meisten davon wurden auseinandergerissen, aber einige haben den Prozess überstanden. Die größten davon beherbergen heute bekannte Satellitengalaxien wie die Magellanschen Wolken oder die Sagittarius-Zwerggalaxie.
Die kürzlich veröffentöichte Arbeit dreier Franzosen über eine Untersuchung der Zwerggalaxien im Halo unserer Milchstrasse bestätigen das zwar; aber dass BM aus DM entstehe,
Andere Klumpen waren zu klein, als dass Sterne aus ihnen hätten entstehen können.
höre ich zum ersten Mal. Und auch zum ersten Mal höre ich dies:
Gammastrahlen werden in Regionen mit einer hohen Dichte von Dunkler Materie erzeugt, wenn die Teilchen zusammenstoßen und zerstört werden.
Wechselwirkt die DM nun doch nicht ausschliesslich über die Gravitation?
Die sorgfältigen Berechnungen der Wissenschaftler, die ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature veröffentlichen, belegen, dass Signale am leichtesten in Regionen der Milchstraße entdeckt werden könnten, die zwar innerhalb der Umlaufbahn der Sonne um das galaktische Zentrum, aber nicht zu nah an diesem liegt.
Wieso innerhalb der Sonnenumlaufbahn? Andere Simulationen haben doch ergeben, dass dort sehr wenig DM zu finden sein wird. Warum nimmt man nicht die bereits von besagten Franzosen beobachteten Zwerggalaxien als erstes ins Visier? In deren Zentren soll es ungeheure DM-Konzentrationen geben:
http://www.astronews.com/news/artikel/2008/08/0808-032.shtml

Orbit
 
F

fspapst

Gast
Die kürzlich veröffentöichte Arbeit dreier Franzosen über eine Untersuchung der Zwerggalaxien im Halo unserer Milchstrasse bestätigen das zwar; aber dass BM aus DM entstehe, höre ich zum ersten Mal.
Ist auch nicht so gemeint, vermute ich.

Wechselwirkt die DM nun doch nicht ausschliesslich über die Gravitation?
Kollisionen von DM mit DM, dann ist es kein WiMP, aber auch nicht wirklich dunkel.

Wieso innerhalb der Sonnenumlaufbahn?
Verstehe ich auch nicht.

FS
 

Nathan5111

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Man muss nur Geduld haben, denn am 5.11.07 hatte ich
noch zwei Fragen:

Sind WIMPs Teilchen, die der Schwachen Kraft unterliegen oder wechselwirken sie lediglich kaum (schwach)?

Wie verhalten sich DM-Teilchen zu Schwarzen Löchern? Fliegen sie durch oder werden sie eingesammelt?

Schon im nächsten Post (11.4.08) kam ausführlichst
Durchfliegen geht nicht. Die werden eingesammelt.

und noch am gleichen Tag
Sie wechselwirken schwach und wegen der extrem kurzen Reichweite der Kraft, sehr selten. Die ww an sich ist nicht gerade schwach, immerhin handelt es sich um recht schwere Teilchen (bei den WIMPs selbst, wie auch den Eichbosonen).
was meiner ursprünglichen Frage irgenwie auswich.

Heute, endlich:
Weakly interacting heißt über die schwache WW.

Das bringt mich zwar auch nicht weiter, ist aber eine klare Aussage.

Immer, wenn ich von 'Teilchen der DM' lese, denke ich: 'hypothetische Teilchen der hypothetischen DM'. Unterliegen sie der schwachen Wechselwirkung, gibt es Möglichkeiten, sie nachzuweisen. Der o.a. Artikel verlangt Ähnliches: Wechselwirkungen zwischen (hyp.) Teilchen und (hyp.) Antiteilchen der (hyp.) DM sollen ganz real nachweisbare (Annihilations-)Strahlung ergeben, und dies in einem Bereich, der eigentlich schon aus dem Verdacht geraten war, überhaupt (hyp.) DM zu enthalten.
Es wäre ein Erfolg, aaaber, ich weiß nicht ...

Gruß Nathan
 
F

fspapst

Gast
M.... DM sollen ganz real nachweisbare (Annihilations-)Strahlung ergeben, und dies in einem Bereich, der eigentlich schon aus dem Verdacht geraten war, überhaupt (hyp.) DM zu enthalten.
Bis heute gibt es keinen Hinnweis, das die DM wirklich WIMPs sind, oder doch eine exotische, bisher nicht näher bezeichnete Form der Materie ist, die halt keine schwache WW aufweist, sondern sich wirklich NUR über die Gravitation bemerkbar machen kann, und (vermutlich dann auch) mit sich selber keine WW (Kollisionen, Strahlung ect.) macht.
Letzteses ist dann wirkliche DUNKLE Materie, ersteres halt die WIMPs.

Gruß
FS
 

Orbit

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Bis heute gibt es keinen Hinnweis, das die DM wirklich WIMPs sind
Aber es sieht ganz danach aus, dass man diesen Nachweis nun endlich erbringen möchte. Ein negatives Resultat, mit dem ich übrigens rechne, wie man unschwer aus meinem letzten Beitrag heraus lesen kann, wäre ja auch eins. Vielleicht würde man dann mit ein paar Jahren Verspätung Fermi doch noch die Zwerggalaxien in der Umgebung der Milchstrasse richten.
Insgeheim hoffe ich natürlich, dass die französischen Astronomen vorher schon in Garching vorstellig werden.
Orbit
 
F

fspapst

Gast
Der Spiegel hat einen kleinen Beitrag mit einem Film zur Thematik gebracht.
Dort wird doch tatsächlich behauptet, dass besonders viel der DM im Zentrum der Galaxie zu finden ist, ganz im Wiederspruch zu der DM-Verteilung, die durch die Rotation der Galaien ermittelt wurde.

Mir fehlen die klährenden worte dazu.

Gruß
FS
 

Orbit

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Sieht ganz so aus, als ob Nathan, fspapst und ich (klein geschrieben) ziemlich einsam in der Landschaft stünden. :)
 

Orbit

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Wie viele Leute hast Du mit Deiner therapeutischen Tätigkeit schon in den Wahnsinn getrieben?
 

Ich

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Ich mein immer mich, weiß gar nicht, was ihr habt.
Dort wird doch tatsächlich behauptet, dass besonders viel der DM im Zentrum der Galaxie zu finden ist, ganz im Wiederspruch zu der DM-Verteilung, die durch die Rotation der Galaien ermittelt wurde.
v²/r~M/r²
v²~M/r
v!=const.
M~r
dM/dr=const.=A*rho (A=Kugeloberfläche)
rho~1/A~1/r²
 
F

fspapst

Gast
Wie viele Leute hast Du mit Deiner therapeutischen Tätigkeit schon in den Wahnsinn getrieben?
Noch keine Leute, nur Pseudonyme die in Foren Buchstaben erscheinen lassen. :D :D

Da ich weder Arzt, Therapeut noch HP bin, darf ich auch nicht therapieren, wohl aber:

  • Heilen (zB. gesund beeten)
  • Krank machen (nur über die legalen Wege, wie z.B. Lebensmittel-Zusatzstoffe)
  • in den Wahnsinn treiben (nur über die legalen Wege, wie z.B. durch Mediengestalltung (Die KiKa-Lounge)
  • veralbern
  • unterstützen
  • aufklähren
  • usw.

Gruß
FS
 

ins#1

Registriertes Mitglied
Nathan5111, erstmal freut es mich dass du dank Ich nun bezüglich der schwachen Wechselwirkung aufgeklärt bist. Jedoch hast du die erzeugten Gammastrahlen im Artikel falsch interpretiert:
DM sollen ganz real nachweisbare (Annihilations-)Strahlung ergeben
Es handelt sich ziemlich sicher nicht um Annihilations-Strahlung, wie sie bei Teilchen/Antiteilchen Kollision entstünde, sondern - ganz im Sinne meines Zitats - um die schwache WW von bzw. zwischen Wimps (die so schwach nicht ist). Ich denke das deshalb weil ich nicht sehe, wieso es von Dunkler Materie mehr Anti-Materie geben soll, als von baryonischer Materie. Natürlich könnte ich falsch liegen, da ich keine Feynman-Diagramme bezüglich zwei schwach-wechselwirkender Teilchen kenne. Davon auszugehen das bei einem Zerfall von (schweren) Wimps durch Kollisionen Gamma-Photonenpaare (nebst anderen Teilchen) entstehen könnten, ist denke ich, aber nicht weit hergeholt.

Wieso sich besonders dichte Bereiche dieser DM-Halos innerhalb der Sonnenumlaufbahn befinden sollen, leuchtet mir zwar auch nicht ein, und wird wohl ein Ergebnis der Computersimulation sein. Man erhofft sich wohl dass sich einer dieser Halos in Richtung Zentrum nahe der Sonnenumlaufbahn befindet und man deshalb mit weniger Hintergrundrauschen zu kämpfen hat, wenn man leicht außerhalb dessen schaut. Die Quelle der Strahlung, würde sie dort wie im Modell entstehen, würde somit näher liegen, als im weiter entfernten außergalaktischem Halo, oder den relativ dunklen Zwerg-Begleitgalaxien unserer Milchstraße.

Und mal nebenbei - ich finde die vielen neuen Beiträge zu dem Gebiet in letzter Zeit oft verwirrend und teilweise GdM und frage mich, wo die Physiker den Ockham gelassen haben. Zugegeben, ein paar nette "Ideen" sind ja dabei, aber einen Nathan oder Orbit bestärken sie höchstens in ihrer ablehnenden Haltung. Zum Glück aber, kümmert die Physiker wenig, was wir denken (wollen).

Gruß
ins#1
 

Orbit

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@ Ich
Deine Antwort auf fspapsts und indirekt auch auf meine Behauptung im Beitrag 4
Wieso innerhalb der Sonnenumlaufbahn? Andere Simulationen haben doch ergeben, dass dort sehr wenig DM zu finden sein wird.
ist natürlich richtig: Grundsätzlich muss die DM im Zentrum der Galaxis dichter sein.
Allerdings stellt sich bei der vereinfachten Annahme einer konstanten Umlaufgeschwindigkeit die Frage, welchen Durchschnittswert man in diese Gleichung einsetzen soll. 220 km/s ± ein paar, die man bei Sternen innerhalb der Sonnenumlaufbahn misst ist bestimmt zu hoch; denn die gehen zum grössten Teil auf die Kappe der BM.
Auf Grund dieser Studie
http://de.arxiv.org/abs/0801.1232
wäre ein Wert von etwa 170 km/s schon realistischer. Rechnet man mit dem im Rahmen Deiner Näherung, zeigt sich, dass die Dichte im Zentrum rund 500 bis > 1000 mal grösser wäre als am Rand des Halos, je nachdem, wie gross man den Halo-Radius wählt.
Eine kleine von mir auf Grund der Daten aus obiger Studie nachgestellten Simulation auf Excel, ergibt aber etwa den Faktor 10. Die Dichteverteilung müsste also viel flacher sein.
Und wie an anderer Stelle bereits erwähnt wurde, schwankt die Dichte innerhalb der beobachteten 60 kpc zweimal deutlich.
Doch wie dem auch sei, diese Dichten variieren zwischen 1E-20 und 1E-24 kg/m^3, in den Zwerggalaxien würde man aber nach dieser Arbeit
http://arxiv.org/abs/0809.2682
Dichten von bis zu 6E-18 kg/m^3 antreffen. Deshalb meine Frage:
Warum nimmt man nicht die bereits von besagten Franzosen beobachteten Zwerggalaxien als erstes ins Visier?

Gruss Orbit
 

Ich

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Orbit schrieb:
Rechnet man mit dem im Rahmen Deiner Näherung, zeigt sich, dass die Dichte im Zentrum rund 500 bis > 1000 mal grösser wäre als am Rand des Halos, je nachdem, wie gross man den Halo-Radius wählt.
Die Dichte wäre im Zentrum sogar unendlich. Es ging mir nur darum, dass die behauptete hohe Dichte im Zentrum nicht im Widerspruch zu den gemessenen Umlaufgeschwindigkeiten steht, sondern vielmehr ganz natürlich daraus folgt:
fspapst schrieb:
Dort wird doch tatsächlich behauptet, dass besonders viel der DM im Zentrum der Galaxie zu finden ist, ganz im Wiederspruch zu der DM-Verteilung, die durch die Rotation der Galaien ermittelt wurde.

Wie es nun genau aussieht ist eine andere Frage, aber höchste Dichte im Zentrum gehört nach meinem Wissensstand dazu. Mein Wissensstand ist aber nicht der neueste.
 
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