Ein massives astrophysikalisches kompaktes Haloobjekt ( MACHO ) ist eine Art astronomischer Körper, der das scheinbare Vorhandensein dunkler Materie in Galaxienhalos erklären könnte. Ein MACHO ist ein Körper aus normaler baryonischer Materie, der wenig oder keine Strahlung emittiert und durch den interstellaren Raum driftet, der keinem Planetensystem zugeordnet ist. Da MACHOs nicht leuchten, sind sie schwer zu erkennen. MACHOs umfassen Schwarze Löcher oder Neutronensterne sowie braune Zwerge und nicht assoziierte Planeten. Weiße Zwerge und sehr schwache rote Zwerge wurden ebenfalls als Kandidaten-MACHOs vorgeschlagen. Der Begriff wurde vom Astrophysiker Kim Griest geprägt. [1]
Detection [ edit ]
Ein MACHO kann entdeckt werden, wenn er vor oder nahe vor einem Stern und vor der Schwerkraft des MACHO vorbeizieht beugt das Licht, sodass der Stern in einem Beispiel der Gravitationslinse heller erscheint, das als Gravitations-Mikrolinsen bekannt ist. Mehrere Gruppen haben nach MACHOs gesucht, indem sie nach der Mikrolinsenverstärkung von Licht gesucht haben. Diese Gruppen haben ausgeschlossen, dass dunkle Materie von MACHOs mit einer Masse im Bereich 1 × 10 -8 –8 bis 100 Sonnenmassen erklärt wird Sonnenmassen. Eine Gruppe, die MACHO-Kollaboration, behauptet, genügend Mikrolinsen gefunden zu haben, um die Existenz vieler MACHOs mit einer Masse von etwa 0,5 Sonnenmassen vorherzusagen, genug, um vielleicht 20% der dunklen Materie in der Galaxie zu bilden. [2] Dies legt nahe, dass MACHOs könnten weiße Zwerge oder rote Zwerge mit ähnlichen Massen sein. Rote und weiße Zwerge sind jedoch nicht vollständig dunkel. Sie geben etwas Licht ab und können daher mit dem Hubble-Teleskop und mit geeigneten Bewegungsmessungen gesucht werden. Diese Suche hat die Möglichkeit ausgeschlossen, dass diese Objekte einen erheblichen Anteil der dunklen Materie in unserer Galaxie ausmachen. Eine andere Gruppe, die EROS2-Kollaboration, bestätigt die Signalansprüche der MACHO-Gruppe nicht. Sie fanden keinen Mikrolinseneffekt mit einer um den Faktor 2 höheren Empfindlichkeit. [3] Beobachtungen mit dem NICMOS-Instrument des Hubble-Weltraumteleskops zeigten, dass weniger als ein Prozent der Halomasse aus roten Zwergen besteht. [4][5] Dies entspricht einem vernachlässigbarer Bruchteil der Halomasse der dunklen Materie. Daher wird das Problem der fehlenden Masse nicht von MACHOs gelöst.
Man kann manchmal davon ausgehen, dass MACHOs Schwarze Löcher enthalten. Schwarze Löcher sind wirklich schwarz, da sie kein Licht emittieren und auf sie gerichtetes Licht absorbiert und nicht reflektiert wird. Es wird für möglich gehalten, dass es um die Milchstraße einen Halo aus schwarzen Löchern gibt. [ Zitat benötigt ] Ein schwarzes Loch kann manchmal durch den Halo aus hellem Gas und Staub erkannt werden, der sich als Akkretionsscheibe bildet, die von der Schwerkraft des schwarzen Lochs eingezogen wird. Eine solche Scheibe kann Gasstrahlen erzeugen, die aus dem schwarzen Loch weggeschossen werden, weil sie nicht schnell genug absorbiert werden können. Ein isoliertes schwarzes Loch hätte jedoch keine Akkretionsscheibe und wäre nur durch Gravitationslinsen nachweisbar. Kosmologen bezweifeln, dass sie einen Großteil der dunklen Materie ausmachen, da sich die Schwarzen Löcher an isolierten Punkten der Galaxie befinden. Der größte Beitrag zur fehlenden Masse muss sich in der gesamten Galaxie ausbreiten, um die Schwerkraft auszugleichen. Eine Minderheit von Physikern, darunter Chapline und Laughlin, glauben, dass das weithin akzeptierte Modell des Schwarzen Lochs falsch ist und durch ein neues Modell, den Dark-Energy-Star, ersetzt werden muss. Im allgemeinen Fall für das vorgeschlagene neue Modell wäre die kosmologische Verteilung der dunklen Energie etwas klumpig und dunkle Energiesterne des Urtyps könnten ein möglicher Kandidat für MACHOs sein.
Im Gegensatz zu Schwarzen Löchern sind Neutronensterne nicht schwer genug, um vollständig zusammenzubrechen und bilden stattdessen ein Material, das dem eines Atomkerns ähnelt (manchmal informell als Neutronium bezeichnet). Nach ausreichender Zeit könnten diese Sterne genug Energie abstrahlen, um kalt genug zu sein, um zu schwach zu sein, um sie zu sehen. Ebenso können alte weiße Zwerge kalt und tot werden und schließlich zu schwarzen Zwergen werden, obwohl das Universum nicht für alt genug gehalten wird, dass ein Stern dieses Stadium erreicht hat.
Braune Zwerge wurden auch als MACHO-Kandidaten vorgeschlagen. Braune Zwerge werden manchmal als "ausgefallene Sterne" bezeichnet, da sie nicht genügend Masse für die Kernfusion haben, sobald ihre Schwerkraft sie zum Einsturz bringt. Braune Zwerge sind etwa dreizehn- bis fünfundsiebzigmal die Masse von Jupiter. Die Kontraktion des Materials, aus dem der braune Zwerg besteht, heizt sie auf, so dass sie bei infraroten Wellenlängen nur schwach leuchten, so dass sie nur schwer zu erkennen sind. Eine Untersuchung der Gravitationslinseneffekte in Richtung der Small Magellanic Cloud und der Large Magellanic Cloud konnte die Anzahl und Art der Linsenereignisse, bei denen braune Zwerge einen signifikanten Anteil an dunkler Materie ausmachen, nicht feststellen. [6]
Theoretische Überlegungen edit ]
Theoretische Arbeiten zeigten gleichzeitig auch, dass uralte MACHO wahrscheinlich nicht für die großen Mengen an dunkler Materie verantwortlich sind, von denen man annimmt, dass sie im Universum vorhanden sind. [7] Der Urknall, wie er derzeit ist verstanden konnte nicht genug Baryonen produziert haben und stimmte immer noch mit den beobachteten Elementhäufigkeiten überein, [8] einschließlich der Deuteriumhäufigkeit. [9] Außerdem getrennte Beobachtungen der akustischen Baryonschwingungen, sowohl im kosmischen Mikrowellenhintergrund als auch in der Struktur von Galaxien, legen Sie Grenzen für das Verhältnis der Baryonen zur Gesamtmenge der Materie fest. Diese Beobachtungen zeigen, dass ein großer Anteil an nicht-baryonischem Material unabhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit von MACHOs notwendig ist. [10]
Siehe auch [ edit
. Referenzen [ [ ] ]
- ^ Croswell, Ken (2002). Das Universum um Mitternacht . Simon und Schuster. p. 165.
- ^ C. Alcock et al., Das MACHO-Projekt: Ergebnisse der Mikrolinse aus 5,7 Jahren LMC-Beobachtungen. Astrophys. J. 542 (2000) 281-307
- ^ P. Tisserand et al., Grenzen des Macho-Gehalts des Galaktischen Halos aus der EROS-2-Studie der Magellanschen Wolken, 2007, Astron. Astrophys 469, 387-404
- ^ David Graff und Katherine Freese, [1]Analyse einer Hubble-Weltraumteleskop-Suche nach roten Zwergen: Grenzen der Baryonischen Materie im galaktischen Halo, Astrophys. J. 456: 491996.
- ^ J. Najita, G. Tiede und S. Carr, Von Sternen zu Superplaneten: Die Massenmassenfunktion im jungen Cluster IC 348. The Astrophysical Journal 541, 1 (2000), 977–1003
- ^ Paul Gilster (22. April 2009). "Ubiquitäre braune Zwerge: Eine Lösung für dunkle Materie?" centauri-dreams.org . 10. Januar 2019 .
- ^ Katherine Freese, Brian Fields und David Graff [2] Grenzen an Sternobjekten, wie die dunkle Materie unseres Halos: nichtbaryonische dunkle Materie scheint erforderlich sein.
- ^ Brian Fields, Katherine Freese und David Graff, [3] Chemische Abundanzbeschränkungen für weiße Zwerge als dunkle Halo-Materie, Astrophys. J. 534: 265-276, 2000.
- ^ Arnon Dar, Dark Matter und Big Bang Nucleosynthesis. Astrophys. J., 449 (1995) 550
- ^ Wayne Hu (2001). "Intermediate Guide zu den akustischen Peaks und Polarisation".
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