Eine Galaxie mit einem Lichtschein im Weltraum. Thanapol sinsrang / iStock
Die Milchstraße ist massiv, aber weitaus schwerer ist das Volumen der Dunklen Materie, das angeblich unsere Heimatgalaxie durchdringt. Und zwei Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass die kumulative Kraft der Dunklen Materie in unserer Galaxie signifikant genug ist, um interstellare Raumfahrzeuge zu beeinflussen,entsprechend eine aktuelle Studie, die auf einem Preprint-Server geteilt wird.
Obwohl die Studie noch einer Begutachtung durch Experten bedarf, heißt es auch, dass die Raumsonden Pioneer und New Horizons bereits betroffen waren, ebenso wie die Planetenastronomie und Astrophysik.
Dies könnte nicht nur verändern, wie wir durch den Weltraum reisen, sondern auch, wie wir ihn studieren.
Schwerkraft der Dunklen Materie auf interstellaren Raumfahrzeugen
Wenn sich ein Asteroid, Komet oder sogar ein Raumschiff um die Sonne bewegt, ist die Gravitation unseres Wirtssterns die Hauptkraft in seiner Bewegung. Draußen jenseits von Pluto ist es das gesamte Sonnensystem, das als Hauptgravitationskraft dient. Sogar draußen in derKuipergürtel – die Wolke urzeitlicher Asteroiden am Rande unseres Sonnensystems, jede Netto-Null-Berechnung der Gravitationskräfte auf ein Raumschiff wird am besten als Zwei-Körper-Problem berechnet: zwischen der Masse des Raumfahrzeugs und der des gesamtenSonnensystem. Aber all das ändert sich, wenn Sie sich zu weit von der Sonne entfernen.
Wenn sich ein Objekt ausreichend weit von der Sonne entfernt, dann gibt es eine andere Gravitationskraft, die eine wichtige Rolle spielen kann", schrieben die Autoren der Studie. Der Hauptautor der Studie ist Professor für Himmelsmechanik und Mathematik Edward A. Belbrunovon der Yeshiva University, der auch Gastwissenschaftler an der Abteilung für astrophysikalische Wissenschaften der Princeton University ist. Er arbeitete in Zusammenarbeit mit dem NASA-Chefwissenschaftler Jim Green, Co-Hauptautor der Studie, der laut dieses Jahr vorzeitig in den Ruhestand gehen wird.ein Blogbeitrag der Agentur . Aber gemeinsam analysierten Green und Belbruno eine andere Kraft, die für Raumfahrzeuge ins Spiel kommt, die im interstellaren Raum reisen.
Wie Sie sich vorstellen können, fanden sie heraus, dass dies die kumulative Gravitationskraft der Milchstraße ist. Aber überraschenderweise wird der überwiegende Teil dieser Kraft nicht von der Scheibe, der zentralen Ausbuchtung und dem stellaren Halo unserer Galaxie erzeugtWährend diese vorhanden sind, stammt die primäre Anziehungskraft der Gravitation von dunkler Materie. Und obwohl „sie klein ist“, kann sich die kollektive Kraft aller dunklen Materie in unserer Galaxie „kumulativ summieren und die Bewegungsbahn über lange Zeit erheblich beeinflussenZeiträume."
Eine interstellare Sonde zur Analyse dunkler Materie jenseits des Sonnensystems
Gewöhnliche oder „baryonische“ Materie macht laut der Studie etwa 5 % der Gesamtenergie des beobachtbaren Universums aus. Dunkle Materie nicht-baryonische Materie, die wir nicht direkt beobachten können, macht 25 % aus. Das sind fünfmal die Energie – ungefähr der gleiche Stärkeunterschied zwischen einem durchschnittlichen Menschen und einem Grizzlybären. Huch! „Der Halo aus dunkler Materie enthält den größten Teil der Masse der Galaxis“, schrieben die Autoren der Studie. „In der Milchstraße befindet sich die dunkle Materiegemessen durch die Beobachtung der kreisförmigen Rotationsbewegung der Galaxie" um das galaktische Zentrum und die Messung ihrer Geschwindigkeit relativ zur radialen Entfernung hat in der Vergangenheit gezeigt, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Galaxie "abflacht", wenn Sie sich vom Kern entfernen. Das istwarum sogar Raumfahrzeuge, die so weit vom Kern entfernt sind wie unser Sonnensystem, von der Gravitationskraft der Dunklen Materie in unserer Galaxie beeinflusst werden – genau wie alles andere in der Galaxie, fast unabhängig von der radialen Entfernung vom Kern.
„Die Existenz dieser Kraft hat viele Auswirkungen auf die planetare Astronomie und Astrophysik“, da die Verfolgung der Bewegung fremder Welten jenseits unseres Sonnensystems zu einer Kernpraxis dieser Bereiche geworden ist. Aber, und vielleicht am aufregendsten zu bedenken: „Es könntemöglich sein, „diese kumulative Gravitationskraft der Dunklen Materie“ auf einer vorgeschlagenen Mission namens Interstellar Probe nachzuweisen“, schlagen die Autoren vor.der wachsende Erfolg des James Webb Space Telescopeganz zu schweigen von SpaceX, NASA und China. Aber auf der Makroebene und der Zukunft, die uns jenseits des Sonnensystems erwartet, stehen wir gerade erst am Anfang.