Beobachtung bestätigt: Reibung an Dunkler Materie bremst Sterne

Bisher war die Existenz der Dunklen Materie eher eine Schlussfolgerung aus den Bewegungen und Kräftewirkungen im Universum. Jetzt haben Forscher aber vielleicht einen ersten sehr konkreten Hinweis auf den mysteriösen Stoff gefunden. Auf das Vorhandensein einer bestimmen Menge Dunkler Materie lässt sich bisher vor allem aufgrund der Gravitationswirkung schließen. Es zeigt sich nun allerdings, dass der Stoff auf die Bewegung von Sternen eine bremsende Wirkung hat - ähnlich wie Reste der irdischen Atmosphäre nach und nach die Geschwindigkeit von Satelliten im niedrigen Orbit reduziert.

Wissenschaftler der Education University of Hongkong kamen zu der Erkenntnis, als sie Sterne untersuchten, die in einem Doppelsternsystem Schwarze Löcher umkreisen. Das Team beobachtete, wie die Umläufe von zwei Sternen um ihre Schwarzen Löcher (A0620-00 und XTE J1118+480) um etwa eine Millisekunde pro Jahr abnahmen. Man kam zu dem Schluss, dass die Verlangsamung auf dunkle Materie zurückzuführen ist, die die Schwarzen Löcher umgibt und eine erhebliche Reibung auf die Sterne ausübt.

Modell-Vorhersage bestätigt

Mithilfe von Computersimulationen der Schwarzen Löcher wandte das Team ein in der Kosmologie weitverbreitetes Modell an, das sogenannte dynamische Reibungsmodell für dunkle Materie, das einen bestimmten Impulsverlust für Objekte vorhersagt, die mit Dunkler Materie in Wechselwirkung treten. Die Simulationen ergaben, dass die beobachteten Raten des orbitalen Zerfalls mit den Vorhersagen des Reibungsmodells übereinstimmen. Die beobachtete Geschwindigkeit des Orbitalzerfalls ist etwa 50 Mal größer als die theoretische Schätzung von etwa 0,02 Millisekunden pro Jahr für Doppelsternsysteme ohne Dunkle Materie.

"Dies ist die allererste Studie, die das 'dynamische Reibungsmodell' anwendet, um die Existenz Dunkler Materie in der Umgebung von Schwarzen Löchern zu bestätigen und zu beweisen", erklärte Teamleiter Chan Man Ho. Die Ergebnisse des Teams, die im Journal The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurden, tragen dazu bei, eine seit Langem in der Kosmologie vertretene Theorie zu bestätigen, wonach Schwarze Löcher Dunkle Materie verschlucken können. Dies führt dazu, dass die Dunkle Materie um die schwarzen Löcher herum umverteilt wird und in ihrer unmittelbaren Umgebung eine "Dichtespitze" entsteht, die die Umlaufbahn der umliegenden Objekte auf subtile Weise beeinflussen kann.


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