Warum sind braune Zwerge nicht die dunkle Materie?

Es scheint nicht genug Materie zu geben, um die Tatsache zu erklären, dass die Geschwindigkeit einiger Sterne, die sich weit vom Galaxienzentrum entfernt befinden, fast der Geschwindigkeit der Sterne entspricht, die sich näher am Zentrum der Galaxie befinden. Daher scheint es noch mehr Materie zu geben : also wird diese fehlende Materie als dunkle Materie bezeichnet. Es gibt eine Art Sternobjekt, das nicht massiv genug ist, um sein eigenes Licht zu erzeugen, aber um ein Vielfaches massereicher als Jupiter, auch bekannt als Brauner Zwerg. Da es nicht hell genug ist, um von unserem Weltraumteleskop oder den erdgebundenen Gegenstücken erfasst zu werden, sollten sie in Galaxien zahlreich sein, da diese Objekte meiner Meinung nach im mittleren Bereich zwischen Planeten und Sternen liegen. Es scheint jedoch, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft diesen potenziellen Kandidaten für die Dunkle Materie ausgeschlossen hatte, ohne die nicht beobachtbare Milchstraße sowie Milliarden anderer mit unterschiedlichen Lichtspektren zu scannen. Warum werden Braune Zwerge nicht als Kandidaten für die mysteriöse dunkle Materie angesehen?

Zwei Gründe.

1. Aus der Betrachtung der Rotationskurven von Galaxien und der Bewegung von Galaxien in Clustern sowie aus der Gravitationslinse wissen wir, dass die Menge an "dunkler Materie" etwa 30% der Dichte des Universums beträgt. Andererseits zeigen Schätzungen der Häufigkeit von Deuterium, Helium, Tritium und Lithium, die im Urknall produziert werden, dass nur 5% der Dichte des Universums in Form normaler Materie vorliegen können (z. B. Atome, Protonen, Neutronen usw.) ). Da braune Zwerge aus diesen Dingen bestehen, können sie nur zu diesem geringen Prozentsatz beitragen und können nicht für den größten Teil der dunklen Materie verantwortlich sein (dasselbe gilt für alles, was aus normaler "baryonischer Materie" besteht).

2. Astronomen haben gezählt, wie viele Braune Zwerge es sowohl in der Nachbarschaft als auch in Sternhaufen gibt (siehe zum Beispiel Andersen et al. 2008 ; Kirkpatrick et al. 2011 ; Burningham et al. 2013 ; Mit anderen Worten, wir könnensehen braune Zwerge - sie emittieren den größten Teil ihres Lichts im infraroten Teil des Spektrums, und Umfragen wie SDSS, 2MASS und WISE haben sie zu Tausenden aufgedeckt. Es stellt sich heraus, dass es ungefähr 1 Braunen Zwerg pro 4 weitere massive Sterne gibt. Obwohl zahlreich, tragen sie einen winzigen Teil der normalen Materie in unserer Galaxie bei. Darüber hinaus legen Mikrolinsenexperimente in Richtung der galaktischen Ausbuchtung und der Magellanschen Wolken nahe, dass es zwar an anderer Stelle in unserer Galaxie viele braune Zwerge gibt (z . B. Alcock et al. 2000 ; Novati et al. 2008 ), aber nicht genug, um einen großen Beitrag zu leisten zu dunkler Materie, und so scheinen die Ergebnisse unserer solaren Nachbarschaft repräsentativ für die Galaxie als Ganzes zu sein.

Braune Zwerge sind hell im Radio. Sie strahlen viel Licht aus, nur nicht viel sichtbares Licht.

Eine der Eigenschaften der Dunklen Materie ist, dass sie auch das Licht nicht verdeckt. Interstellarer Staub (der aus vielen größeren Teilchen in Planetengröße bestehen kann) neigt dazu, Licht zu verdecken, selbst wenn es kein emittiert. Da es weder Licht aussendet noch verdeckt, können wir ausschließen, dass es sich um braune Zwerge, Staub oder so ziemlich alles dazwischen handelt.

Es könnte sich um ein Feld mit leichten Schwarzen Löchern handeln, aber das scheint unwahrscheinlich, da Schwarze Löcher sowohl selten als auch im Allgemeinen von Hinweisen auf ihre Entstehung umgeben sind. Es ist unvernünftig anzunehmen, dass es riesige Schwärme leichter schwarzer Löcher gibt, die einen großen Teil der Masse im Universum ausmachen.

Exotische Materie erscheint uns seltsam, aber es ist wirklich nicht so ungewöhnlich. Wir wissen bereits, dass Neutrinos existieren und tatsächlich sehr häufig vorkommen. Neutrinos passieren normale Materie fast völlig ungehemmt. Sie können nicht das sein, woraus dunkle Materie besteht, weil sie sich wie Photonen mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, während viel dunkle Materie relativ stationär ist. Es scheint vernünftig zu glauben, dass es sich um eine Form exotischer Materie handelt, die nicht mit Licht interagiert. Es ist seltsam für uns, aber es scheint sehr konsistent mit dem zu sein, was wir über Teilchenphysik wissen.