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
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.
(==>)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.
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.
