Im Zentrum der Untersuchung stehen Himmelsk\u00f6rper, die sich bislang weder eindeutig als Sternhaufen noch als Zwerggalaxien klassifizieren lassen. Diese Objekte umkreisen die Milchstra\u00dfe in Entfernungen von \u00fcber 30.000 Lichtjahren. \u00c4u\u00dferlich \u00e4hneln sie klassischen Sternhaufen, weisen jedoch ungew\u00f6hnlich hohe Masse-zu-Licht-Verh\u00e4ltnisse auf, die teils hundert- bis tausendfach h\u00f6her sind als bei typischen Zwerggalaxien. Diese Besonderheit f\u00fchrte bisher zu der Annahme, dass sie gro\u00dfe Mengen Dunkler Materie enthalten. \u201eDie genauen Ursachen konnten bislang weder durch etablierte Modelle Dunkler Materie noch mit alternativen Theorien zufriedenstellend erkl\u00e4rt werden. \u201eGerade deshalb gelten solche Zwischenobjekte als \u201aHot Topic\u2018 in der Astrophysik und sind Gegenstand intensiver Forschung\u201c, sagt Doktorand und Erstautor Ali Rostami-Shirazi vom iranischen Institute for Advanced Studies in Basic Sciences in Zanjan.<\/p>\n
Ursa Major III im Fokus: Neue Hinweise auf einen Dark Star Cluster<\/b><\/p>\n
Ursa Major III stellt das lichtschw\u00e4chste bekannte Satellitenobjekt der Milchstra\u00dfe dar. Satellitenobjekte sind kleine Begleitgalaxien, die die Milchstra\u00dfe umkreisen und wichtige Hinweise auf deren Entstehung und Zusammensetzung liefern. Ursa Major III galt bislang als dunkle Zwerggalaxie \u2013 eine kleine Galaxie, deren Masse \u00fcberwiegend aus Dunkler Materie bestehen sollte. Doch die Simulationen des Forschungsteams deuten nun darauf hin, dass es sich bei Ursa Major III in Wirklichkeit um ein sogenanntes Dark Star Cluster handeln k\u00f6nnte \u2013 ein kompakter Sternhaufen, dessen Gravitation nicht durch Dunkle Materie, sondern durch einen Kern aus Schwarzen L\u00f6chern und Neutronensternen zusammengehalten wird. \u201eDark Star Cluster entstehen, wenn gravitative Wechselwirkungen mit der Milchstra\u00dfe \u00fcber Milliarden Jahre hinweg die \u00e4u\u00dferen Sterne aus einem Sternhaufen herausl\u00f6sen\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Hosein Haghi vom iranischen Institute for Advanced Studies in Basic Sciences, der zurzeit an der Universit\u00e4t Bonn forscht. Zur\u00fcck bleibe ein dunkler, massereicher Kern, der kein Licht aussendet. Ein Effekt, der laut der Studie bislang f\u00e4lschlich als Beleg f\u00fcr Dunkle Materie gewertet wurde.<\/p>\n
Simulationen auf dem Pr\u00fcfstand<\/b><\/p>\n
Um die Hypothese zu \u00fcberpr\u00fcfen, simulierte das Forschungsteam die Entwicklung von Ursa Major III \u00fcber kosmische Zeitr\u00e4ume hinweg. Mithilfe spezialisierter N-K\u00f6rper-Simulationen, die die gravitativen Wechselwirkungen Tausender von Sternen physikalisch exakt berechnen, rekonstruierte das Forschungsteam, wie Ursa Major III im Laufe der Zeit seine heutige Struktur entwickelt hat. Die Simulationen beruhen auf den neusten Beobachtungsdaten, einschlie\u00dflich der Umlaufbahnbewegung von Ursa Major III und seiner chemischen Zusammensetzung.<\/p>\n
Die Berechnungen des Forschungsteams zeigen, dass der beobachtete Zustand von Ursa Major III auch ohne Dunkle Materie erkl\u00e4rt werden kann \u2013 allein durch einen dichten Kern aus Schwarzen L\u00f6chern, der die verbliebenen Sterne gravitativ zusammenh\u00e4lt. \u201eMit unserer Arbeit zeigen wir zum ersten Mal, dass diese Objekte recht sicher ganz normale Sternhaufen sind\u201c, sagt Prof. Dr. Pavel Kroupa, Mitglied der Transdisziplin\u00e4ren Forschungsbereiche \u201eModelling\u201c und \u201eMatter\u201c an der Universit\u00e4t Bonn. Er f\u00fchrt weiter aus: \u201eDiese Resultate l\u00f6sen ein gro\u00dfes R\u00e4tsel in der Astrophysik.\u201c Mit dem richtigen Ansatz f\u00fcr Computersimulationen lie\u00dfen sich solche Probleme gut l\u00f6sen, wodurch scheinbar \u201eexotische Bestandteile\u201c in der Astrophysik verschwinden.<\/p>\n
Das Bonner Team sieht sich als f\u00fchrend auf diesem Gebiet an. \u00dcber viele Jahre hinweg entwickelten sie spezialisierte numerische Methoden, um die hochkomplexe Dynamik solcher Sternsysteme detailliert abbilden zu k\u00f6nnen. Kroupa: \u201eUnsere aktuellen Ergebnisse liefern eine neue Grundlage f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis r\u00e4tselhafter Himmelsobjekte und er\u00f6ffnen zugleich neue Perspektiven f\u00fcr die Galaxienforschung.\u201c