dark matter mal wieder

    Schönen Sonntagabend liebes Forum,
    kurz folgende Frage. DM wird ja dafür verantwortlich gemacht, das Sterne sich, in der äußeren Galaxiescheibe, gegen die Gesetze der Schwerkraft, zu schnell bewegen. Mich würd mal interessieren wie die DM verteilt ist in der Galaxie, um diesen Effekt hervorzurufen. Vielleicht hat ja einer einen Link der das bildlich skizziert. So 2 Kurven Geschwindigkeit in Relation zum Abstand würde mich interessieren, tatsächlich und nach Newton.
    Und btw unsere Sonne liegt ja auch ziemlich ausserhalb, warum wurde nicht schon früher entdeckt das sie eigentlich eine zu hohe Umlaufgeschwindigkeit hat ?


    Gruß Jan

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">DM, nimmt man allgemein an, liegt wie ein Halloo um die Galaxie herum. Sie trägt zum gesamten Schwerkraftsfeld bei.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Achtung, da gibt es viele Missverständnisse. Die höchste Dichte hat DM tatsächlich im Zentrum der Galaxie, nach außen hin fällt sie ab. Die Effekte werden aber trotzdem erst außerhalb des Sonnenbahn relevant, weiter innen dominiert noch die baryonische Materie.

    Hi Jan,
    die Dichteverteilung der DM (auf Glaxienebene) ist ähnlich wie die Sternverteilung bei Kugelsternhaufen. Eine große Kugelwolcke an DM, in der die komplette Galaxienscheibe (z.B. der Milchestraße) eingehüllt ist. Innerhalb der "Kugel" nimmt die Dichte der DM zum Zentrum zu. Darauf Hat 'Jemand' ja schon hingewiesen.


    Diese Form ergibt sich, weil die Teilchen der DM (so man sich nicht irrt) untereinander nur mittels Gravitation ihren Impuls austauschen können. Also genauso so, wie es auch die alten Sonnen eines Kugelsternhaufens untereinander tun. Hier verhalten sich die Sonnen wie ein Vielteilchensystem, das nur mittels Gravitation interagiert.


    Voraussetzung ist, dass die DM-Teilchen nicht "zu schnell" sind, sonst könnten sie dem Schwerkraftzentrum (aus Galaxie und DM-Wolke) ja davon fliegen (wie die Raumsonde Voyager dem Sonnensystem). Wenn die einzelnen DM-Teilchen aber nicht zu schwer sind, als dass sie schon im paarweisen Vorbeiflug aneinander (wie unsere Raumsonden bei Swing-By-Manövern an Planeten) zu viel Tempo aufnehmen können, dann bleibt die Wolke auch langfristig beieinander.


    Wie Du siehst, kann man mit solchen Überlegungen also auch 'Vermutungen' über die Eigenschaften der DM-Teilchen anstellen.


    Gruß


    PS:
    Bei den Spiralarmen einer Galaxie muss man aufpassen, wenn man von der Rotation der Gesamtgalaxie auf deren Bewegung Rückschlüsse führt. Begreife die Spiralarme eher als Verdichtungen, die wie eine Welle durch die rotierende Kreisscheibe im Kreis gegenläufig zur Rotation wandert. So wie eine Stauwelle auf der Autobahn rückwärts der Fahrrichtung durch den Verkehr wandert.

    "Die höchste Dichte hat DM tatsächlich im Zentrum der Galaxie"


    Wie kann man das wissen? Errechnet sich das aus den Umlaufgeschwindigkeiten?

    Nabend,Kalle,Jemand,
    danke für die Antworten.
    Bei Hans seinem Link fällt mir noch auf, das die Kurve mit den tatsächlichen Umlaufgeschwindigkeiten, so ein Kniff nach unten geht und dann wieder hoch, wie wäre das wohl zu erklären ? DM scheint ja auch ziemlich weit in den Raum zu wirken, schwerkraftsmäßig.
    Wie sieht es eigentlich bei Galaxieclustern aus, sind dort auch abnormale Umlaufgeschwindigkeiten an der Tagesordnung, ist das überhaupt meßbar ?


    Gruß Jan

    Hi,
    DM spielt auch bei Galaxienhaufen (Cluster) eine Rolle. Nur, dass hier die Bewegungen der Galaxien innerhalb des Clusters noch nicht so hinreichend beobachtet wurden, dass man einen Soll-/Ist-Vergleich mit/ohne DM anstellen könnte. Dafür sind die Flugbahnen der Galaxien innerhalb eines Clusters zu chaotisch verteilt.


    Noch was zu Gravitation ...
    Aus dem Gravitationsgesetz lassen sich bestimmte Grundregeln ableiten. Wenn eine Kugelsymmetrie vorhanden ist gilt u.a.

    a) Ist man außerhalb einer gewählten Kugel, kann man die Gravitationswirkung der Masse in der gewählten Kugel durch eine Punktmasse in der Kugelmitte ersetzen.


    b) In einer Hohlkugel herrscht keine Gravitation bzw. die Wirkung der äußeren umgebenden Kugelschale neutralisiert sich gegenseitig.


    So kann man auch ohne höhere Mathematik das Anziehungspotential der DM-Wolke auf bestimmte Bereiche der Galaxienscheibe ausrechnen. Man nehme den Radius zum Mittelpunkt, beobachtet die Rotation, daraus die Zentripetalkraft, die wirkt, und daraus die Masse, die sich innerhalb der Kugel mit dem Radius befinden muss. Dabei ignoriert man alles, was weiter draußen ist.


    Das kann man dann mit jedem Radius gesondert berechnen (geht für eine handvoll von Radien sogar von "Hand mit Taschenrechner". Volumen der Kugel bzw. der Galaxienscheibe bis zum gewählten Radius ist ebenfalls noch übersichtlich ...


    Daraus folgt dann die Dichte der DM innerhalb der Kugel mit dem gewählten Radius. Und so geht es dann Scheibchenweise weiter vom Zentrum bis zum Rand. Fertig ist die Dichtefunktion der DM-Wolke. Vermutlich hat die DM-Wolke selbst auch einen Drehimpuls. Dann ist sie sogar ellipsenförmig abgeplattet.


    (==&gt;)Jan
    das mit dem Anstieg/'Peak' der Umlaufgeschwindigkeiten ist der Übergang von der Galaxienmitte zu den Spiralarmen.
    Im Zentrum der Galaxie nimmt das Raumvolumen der DM-Wolke in 3. Potenz ab, irgendwann überwiegt das zentrale SL als Masse. Im Bereich der Kugelausbeulung des Galaxienkern (normale Materie), bleibt das Massenverhältnis von DM/normale Materie weitgehend gleich (beides wächst in 3. Potenz zum Radius).** Im Spiral/Balkenbereich ändert sich das vom Prinzip, weil eine Scheibe nur in 2. Potenz an Volumen zulegt.


    **Man müsste jetzt noch Überlegungen zur Dichteverteilung einfließen lassen. Normale Materie kann sich im Galaxienkernbereich vermutlich leichter verdichten, weil es die freiwerdende Energie in Form Wärme abstrahlen kann. DM kann das nicht.

    Die Frage ist, ob es nicht doch langsam eng wird, für die dunkle Materie.


    Trotz intensiver Suche, wie zuletzt
    hier in SuW berichtet, gibt es keinerlei Anzeichen für die Existenz von Wimps.


    Und die durch den ClusterAbell 520 aufgeworfenen Fragen scheinen ebenfalls ungelöst. Da Galaxien und Wimps nur gravitativ wechselwirken (im Gegensatz zum heißen Gas, grün) sollten sie gemeinsam auftreten. In diesem Haufen sind sie aber deutlich separiert, Galaxien orange, dunkle Materie blau.


    Allerdings geben - so wie ich es verstanden habe - diese Befunde kein grünes Licht für MOND, denn auch da hapert es an einer überzeugenden Erklärung der beobachteten Phänomene.


    Es kann natürlich sein, daß das Rätsel Abell 520 noch eine Lösung findet und weiter verbesserte Detektoren irgend wann doch Wimps nachweisen.

    Hi Günter,
    wie gut ist denn die Ermittlung von DM in dem Bild von Abell 520?
    M.E. ist die dort ermittelte Verteilung von DM sehr spekulativ, da der Gravitationslinseneffekt nur bedingt Aussagen zulässt, ob die DM physisch im Bereich Abell 520 stattfindet. Es könnte ja auch davor oder dahinter sein. Kann man das ausschließen? Eine Rotverschiebung als Entfernungsmessung scheidet schließlich bei DM aus.


    So wirft für mich das Phänomen Abell 520 mehr Fragen als Antworten auf.


    Gruß

    Hallo Jan!


    Die Verteilung von Dunkler Materie in axialsymmetrischen Scheibengalaxien, ist Gegenstand aktueller Forschung. Wie du bereits sagtest, zog man die DM vor allem deswegen heran, weil man sich gewisse gravitative Phänomene, nicht mehr anders hätte erklären können. Dazu zählt insbesondere die Beobachtung, dass sich die Sterne in den Außenbereichen von Galaxien nicht so bewegen, wie es die sichtbare Masse vermuten lässt.


    Aussagen die man bezüglich der erhaltenen Kurven tätigt, suggerieren, dass die Masse einer Galaxie nicht wie es die sichtbare Materie vermuten lässt, exponentiell nach außen hin abnimmt sondern linear mit dem Radius anwächst.


    Ursprünglich vermutet hatte man einen Grafen, der zunächst bis zu einem Maximalwert ansteigt und anschließend eine exponentielle Abnahme erfährt. Und was hat man gemessen? Zwar steigt bei allen Galaxien, die Rotationsgeschwindigkeit erst bis zu einem Maximalwert an, dann jedoch fällt sie nicht mehr ab sondern verbleibt auf einem nahezu konstant hohen Wert.


    Will man etwas über die Verteilung Dunkler Materie in Galaxienhalos erfahren, so muss man überprüfen, in welchen positionsabhängigen Lagen sich Körper durch ein Gravitationsfeld beeinflussen lassen. Was man bei der DM nämlich immer nachweist, ist nicht die Dunkle Materie selbst, sondern deren gravitative Auswirkungen auf ihre unmittelbare Umgebung.


    LG Nikolai [:)]

    Hi Kalle,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
    <br />wie gut ist denn die Ermittlung von DM in dem Bild von Abell 520?
    M.E. ist die dort ermittelte Verteilung von DM sehr spekulativ, da der Gravitationslinseneffekt nur bedingt Aussagen zulässt, ob die DM physisch im Bereich Abell 520 stattfindet. Es könnte ja auch davor oder dahinter sein. Kann man das ausschließen? Eine Rotverschiebung als Entfernungsmessung scheidet schließlich bei DM aus.


    So wirft für mich das Phänomen Abell 520 mehr Fragen als Antworten auf.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    es gilt meines Wissens als gesichert, daß die im Abell 520 zwischen den Galaxien gefundene dunkle Materie zum Haufen gehört. Andernfalls hätte man sie bei den Galaxien finden müssen, was ja gerade nicht der Fall ist.
    Das Gegenbeispiel liefert der Bullet Cluster, dort folgt die Verteilung der dunklen Materie derjenigen der Galaxien.


    Gruß, Günter

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>


    es gilt meines Wissens als gesichert, daß die im Abell 520 zwischen den Galaxien gefundene dunkle Materie zum Haufen gehört.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Wenn man sich die papers so anschaut, dann stellt sich das nicht so eindeutig dar. In einem wird gemutmaßt, dass es sich dabei um ein Filament handelt, das man frontal sieht. Ein anderes wiederum stellt in Frage, ob da überhaupt eine ausgeprägte Materieansammlung ist.
    Diese Frage würde ich also als noch nicht geklärt einstufen.

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Jemand</i>
    <br />Wenn man sich die papers so anschaut, dann stellt sich das nicht so eindeutig dar. In einem wird gemutmaßt, dass es sich dabei um ein Filament handelt, das man frontal sieht. Ein anderes wiederum stellt in Frage, ob da überhaupt eine ausgeprägte Materieansammlung ist.
    Diese Frage würde ich also als noch nicht geklärt einstufen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich hatte mich eigentlich auf Kalle's Frage bezogen, "ob die DM physisch im Bereich Abell 520 stattfindet. Es könnte ja auch davor oder dahinter sein. Kann man das ausschließen?"


    Relativ neu ist
    diese Zusammenfassung, daraus:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die jetzt vorgestellten Beobachtungen von Abell 520 deuten aber nun darauf hin, dass die Sache ein wenig komplizierter ist: Nach Auswertung von Daten verschiedener Teleskope spricht alles dafür, dass sich im Zentrum des Systems sehr viel Dunkle Materie und heißes Gas befinden, aber nur relativ wenige helle Galaxien, die sich aber normalerweise dort aufhalten sollten, wo auch die Dunkle Materie ist. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Es folgen dann spekulativ noch andere Deutungsmöglichkeiten.


    Die Daten vom Bullet Cluster und von Abell 520 sind zweifellos widersprüchlich. Das von Dir erwähnte paper, das eine "ausgeprägte Materieansammlung" infrage stellt, würde mich interessieren. Denn soweit ich es verstehe, erwartet man im Bereich von Galaxienhaufen ein Gravitationspotential, das der der baryonischen Materie zuzuordnende deutlich übertrifft.

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich hatte mich eigentlich auf Kalle's Frage bezogen, "ob die DM physisch im Bereich Abell 520 stattfindet. Es könnte ja auch davor oder dahinter sein. Kann man das ausschließen?"<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich mich auch. Das Filament aus http://arxiv.org/abs/0809.3139 wäre davor und dahinter.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">soweit ich es verstehe, erwartet man im Bereich von Galaxienhaufen ein Gravitationspotential, das der der baryonischen Materie zuzuordnende deutlich übertrifft. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ja. Die Aussage aus http://arxiv.org/abs/1209.2143 bezog sich nur auf die rätselhafte Materieansammlung ohne Galaxien, die da in der Mitte auftaucht bzw. auftauchen soll:
    "we do not detect the previously claimed "dark core" that contains excess mass with no significant galaxy overdensity at the location of the X-ray plasma."
    Dieses Paper ist sogar noch neuer als der Artikel bei Astronews.

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