In Galaxienhaufen ist die Masse vielleicht nicht das Einzige, was zählt

PHYSIK IM THEATER: Die Materie-Antimaterie-Asymmetrie im Universum (27.04.2018) (April 2019).

Anonim

Ein internationales Forscherteam, darunter Rachel Mandelbaum von der Carnegie Mellon University, hat gezeigt, dass die Beziehung zwischen Galaxienhaufen und dem sie umgebenden Halo dunkler Materie komplexer ist als bisher angenommen. Die Ergebnisse der Forscher, die heute in Physical Review Letters veröffentlicht wurden, sind die ersten, die anhand von Beobachtungsdaten zeigen, dass die Entstehungshistorie eines Galaxienhaufens neben der Masse eine Rolle spielt, wie er mit seiner Umgebung interagiert.

Es gibt eine Verbindung zwischen Galaxienhaufen und ihren Halos aus dunkler Materie, die eine große Menge an Informationen über den Inhalt der Dunklen Materie im Universum und eine beschleunigte Expansion aufgrund von Dunkler Energie enthalten. Galaxienhaufen sind Gruppierungen von Hunderten bis Tausenden von Galaxien, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind und sind die massivsten Strukturen, die im Universum gefunden werden. Diese Cluster sind in einem Halo aus unsichtbarer dunkler Materie eingebettet. Traditionell haben Kosmologen Clusterbildung vorhergesagt und interpretiert, indem sie nur die Massen der Cluster und ihrer Halos berechnet haben. Theoretische Studien und kosmologische Simulationen deuten jedoch darauf hin, dass die Masse nicht das einzige Element ist, das im Spiel ist - etwas, das man Assembly Bias nennt, das berücksichtigt, wann und wie ein Galaxienhaufen gebildet wird, könnte auch die Clusterbildung beeinflussen.

"Simulationen haben uns gezeigt, dass Assembly Bias Teil unseres Bildes sein sollte", sagte Mandelbaum, ein Mitglied von Carnegie Mellons McWilliams Center for Cosmology. "Dies beobachtend zu bestätigen, ist ein wichtiger Baustein, um die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und Galaxienhaufen zu verstehen."

In der aktuellen Studie analysierte das Forschungsteam um Hironao Miyatake, Surhud More und Masahiro Takada vom Kavli-Institut für Physik und Mathematik des Universums Beobachtungsdaten aus dem DR8-Galaxienkatalog des Sloan Digital Sky Survey. Anhand dieser Daten demonstrierten sie, dass wann und wo sich Galaxien innerhalb eines Clusters zusammenschließen, die Beziehung des Clusters zu seiner Umgebung der Dunklen Materie beeinflusst.

Die Forscher teilten fast 9.000 Galaxienhaufen in zwei Gruppen auf, basierend auf der räumlichen Verteilung der Galaxien in jedem Haufen. Eine Gruppe bestand aus Clustern mit Galaxien, die in der Mitte aggregiert waren, und die andere bestand aus Clustern, in denen die Galaxien diffuser waren. Dann verwendeten sie eine Technik namens Gravitationslinsen, um zu zeigen, dass die beiden Gruppen von Clustern die gleiche Masse hatten, aber sehr unterschiedlich mit ihrer Umgebung interagierten. Die Gruppe von Clustern mit diffusen Galaxien war viel klumpiger als die Gruppe von Clustern, deren Galaxien nahe dem Zentrum lagen.

"Die Art und Weise zu messen, wie Galaxienhaufen auf großen Skalen zusammenklumpen, ist ein Dreh- und Angelpunkt der modernen Kosmologie. Wir können vorwärts gehen, wenn wir wissen, dass Masse nicht der einzige Faktor beim Clustering ist", sagte Mandelbaum.

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