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Supercomputer werfen neues Licht auf Dunkle Materie

Ein internationales Team von Astrophysikern hat durch die Simulation einer entstehenden Galaxie neue Hinweise darauf geliefert, wo Forscher bei ihrer Suche nach Dunkler Materie fündig werden könnten. Das Universum soll zu 85% aus Dunkler Materie bestehen. Dass es sie gibt, w...

Ein internationales Team von Astrophysikern hat durch die Simulation einer entstehenden Galaxie neue Hinweise darauf geliefert, wo Forscher bei ihrer Suche nach Dunkler Materie fündig werden könnten. Das Universum soll zu 85% aus Dunkler Materie bestehen. Dass es sie gibt, weiß man aufgrund ihrer Gravitationswirkung, aber bislang sind alle Versuche fehlgeschlagen, Dunkle Materie mithilfe eines Teleskops zu sehen. Ein neues Satellitenobservatorium der NASA - das Fermi-Teleskop - hat den Himmel bereits seit einigen Monaten durchsucht. Seine Entwickler hoffen, dass mit seiner Hilfe Dunkle Materie entdeckt werden kann, und diese neue Simulation könnte die Wahrscheinlichkeiten dafür zusätzlich erhöhen. Das Virgo-Konsortium - ein Wissenschaftlerteam aus Deutschland, den Niederlanden, dem Vereinigten Königreich und Kanada - hat für die Erstellung dieser Simulation die größten europäischen Supercomputer eingesetzt. Die Simulation zeigte, dass der Halo aus Dunkler Materie, der unsere Milchstraße umgibt, durch eine Reihe gewaltiger Kollisionen viel kleinerer Klumpen, die aus dem Urknall hervorgegangen sind, entstanden ist. Die Substanz der Teilchen, aus denen die Dunkle Materie besteht, ist unbekannt. Man nimmt jedoch an, dass diese, sollten die richtigen Voraussetzungen vorherrschen, Gammastrahlen produzieren könnten. Diese könnte das Fermi-Teleskop dann auch entdecken. Gammastrahlen werden erzeugt, wenn Teilchen in Regionen mit einer hohen Dichte von Dunkler Materie kollidieren. Wissenschaftler argumentierten bisher, dass Fermi nach Gammastrahlen von den Trabanten der Milchstraße suche soll, da deren Zentren sehr dicht sind. Die Erkenntnisse des Virgo-Teams stehen dieser Ansicht entgegen und zeigen, dass es einfacher ist, Gammastrahlen fern ab des Zentrums der Milchstraße zu entdecken. Sich auf das Zentrum zu konzentrieren, würde zu Konfusionen führen, da Gammastrahlen anderer Quellen wie Gaswolken, in denen sich Sterne bilden, für Strahlenausstöße Dunkler Materie gehalten werden könnten. "Diese Berechnungen erlauben uns endlich, zu sehen, wie die Verteilung der Dunklen Materie nahe der Sonne aussehen sollte, wo wir vielleicht eine Chance haben, sie zu entdecken", sagte Professor Simon White, Direktor des an der Forschung beteiligten Max-Planck-Instituts. Die Simulationen wurden am Leibniz-Rechenzentrum in München, Deutschland, an der Universität Durham im Vereinigten Königreich und an der niederländischen Universität Groningen durchgeführt. "Das Rätsel um die Dunkle Materie zu lösen, wäre eine der größten wissenschaftlichen Leistungen unserer Zeit. Es ist bemerkenswert, dass sogar theoretische Fortschritte auf einem so wichtigen Gebiet jetzt in internationaler Zusammenarbeit erzielt werden", sagte Professor Carlos Frenk, Direktor des Institute for Computational Cosmology an der Universität Durham. Die Ergebnisse wurden in einer Ausgabe von Nature veröffentlicht.

Länder

Kanada, Deutschland, Niederlande, Vereinigte Staaten

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