Vor zwei Jahren entdeckten Marla Geha, eine Astronomin der Yale University, Joshua Simon von der Carnegie Institution in Washington, und ihre Kollegen etwas Ungewöhnliches, als sie mit dem Keck II-Teleskop studierten und Informationen für die Sloan Digital Sky Survey erhielten. Ihre Beobachtungen ergaben eine kontrastierende Gruppe von Sternen, die sich alle im Einklang zu bewegen schienen - nicht nur eine sich bewegende Gruppe ähnlicher Sterne, die aus der nahe gelegenen Schützenzwerggalaxie hätte herausgerissen werden können. Das Team wusste, dass sie etwas vorhatten, aber eine konkurrierende Gruppe von Astronomen an der Universität Cambridge war skeptisch. Schade ... da war ein dunkler Schatz direkt vor ihren Augen.
Um sich nicht davon abbringen zu lassen, kehrten Simon, Geha und ihre Gruppe zu Keck zurück und richteten das fotografische Auge des Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) des Teleskops auf ihr Zielgebiet. Obwohl es nur etwa 1.000 kleine, dunkle Sterne waren, wollten sie wissen, wie sie sowohl in Bezug auf die Milchstraße als auch untereinander wanderten. Das Ziel mit dem Namen Segue 1, das das Team betrachtete, könnte möglicherweise 3.400-mal mehr Masse haben, als durch seine sichtbaren Sterne erklärt werden kann… eine Galaxie, die von dunkler Materie dominiert und mit einer Handvoll alter Sonnen gesalzen wird. Wenn die rund 1.000 Sterne alles wären, was Segue 1 mit nur einem Hauch dunkler Materie zu bieten hätte, würden sich die Sterne alle mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit bewegen, sagte Simon. Die Keck-Daten zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Anstatt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 209 km / s relativ zur Milchstraße zu bewegen, bewegen sich einige der Segue 1-Sterne mit einer Geschwindigkeit von nur 194 Kilometern pro Sekunde, während andere mit einer Geschwindigkeit von 224 Kilometern pro Sekunde fahren.
"Das sagt dir, dass Segue 1 viel mehr Masse haben muss, um die Sterne auf diese Geschwindigkeiten zu beschleunigen", erklärte Geha. Das Papier, das die dunkle Natur von Segue 1 bestätigt, erschien in der Mai 2011-Ausgabe von Das astrophysikalische Journal. „Die Masse, die erforderlich ist, um die unterschiedlichen Sterngeschwindigkeiten in Segue 1 zu verursachen, wurde mit 600.000 Sonnenmassen berechnet. Aber in Segue 1 gibt es nur etwa 1.000 Sterne, und alle sind nahe an der Masse unserer Sonne “, sagte Simon. "Praktisch der gesamte Rest der Masse muss dunkle Materie sein."
Aber die Informationen von DEIMOS hörten hier nicht auf ... Sie enthüllten auch eine vielseitige Sammlung von fast ursprünglichen metallarmen Sternen. Den Forschern gelang es, mit dem Keck II-Teleskop Eisendaten zu sechs Sternen in Segue 1 zu sammeln, und ein siebter Segue 1-Stern wurde von einem australischen Team mit dem Very Large Telescope gemessen. Von diesen sieben hatten drei weniger als ein 2.500stel so viel Eisen wie die Sonne. "Das deutet darauf hin, dass dies einige der ältesten und am wenigsten entwickelten Sterne sind, die bekannt sind", sagte Simon. Dies sind faszinierende Daten, wenn man bedenkt, dass Untersuchungen für Sterne dieses Typs aus den Milliarden der Milchstraße weniger als 30 ergeben haben. "In Segue 1 haben wir bereits 10 Prozent der Gesamtmenge in der Milchstraße", sagte Geha. "Für die Untersuchung dieser primitivsten Sterne werden Zwerggalaxien sehr wichtig sein."
Durch die Bestätigung der massiven Konzentration von Segue 1 an dunkler Materie werden andere Arten der Erforschung des Lebensstils dieser dunklen Galaxie jetzt engagierter. Das weltraumgestützte Fermi-Gammastrahlenteleskop hat auch in der Hoffnung gesucht, ein Gammastrahlenereignis einzufangen, das durch die Kollision und Vernichtung von Paaren von Partikeln der dunklen Materie erzeugt wird. Bisher hat das Fermi-Teleskop nichts dergleichen entdeckt, was nicht ganz überraschend ist und nicht bedeutet, dass die dunkle Materie nicht da ist, sagte Simon.
"Die aktuellen Vorhersagen gehen davon aus, dass das Fermi-Teleskop gerade noch stark genug oder vielleicht nicht stark genug ist, um diese Gammastrahlen von Segue 1 aus zu sehen", erklärte Simon. Es besteht also die Hoffnung, dass Fermi zumindest den Hinweis auf eine Kollision erkennt. "Eine Entdeckung wäre spektakulär", sagte Simon. „Die Menschen haben 35 Jahre lang versucht, etwas über dunkle Materie zu lernen, und keine großen Fortschritte gemacht. Selbst ein schwaches Leuchten der vorhergesagten Gammastrahlen wäre eine starke Bestätigung theoretischer Vorhersagen über die Natur der dunklen Materie. “
Hoffen wir, dass Segue 1 nicht allein im Dunkeln ist.
Ursprüngliche Nachrichtenquelle: Keck Observatory Science News.
