Hat die Milchstraße Satellitengalaxien aus dunkler Materie?

Dies ist tatsächlich ein Problem zwischen Simulationen der Strukturbildung und Beobachtungen auf einigen unterschiedlichen Massenskalen. Sowohl Galaxien als auch Galaxienhaufen scheinen fast eine Größenordnung mehr Satelliten zu haben, als tatsächlich beobachtet werden. Das Problem wird als das „Problem fehlender Satelliten“ oder das Problem der Zwerggalaxie bezeichnet .

Die Leute haben sich die Frage gestellt, was ist, wenn diese Zwerggalaxien einfach nicht massiv genug sind, um genug Gas durch die Gravitation anzuziehen, damit sie sichtbar sind? Es wurden einige interessante Ideen und Arbeiten durchgeführt, um festzustellen, ob diese Strukturen tatsächlich existieren ( Yoon, Johnston und Hogg - Clumpy Streams from Clumpy Halos: Detecting Missing Satellites with Cold Stellar Structures ). Außerdem hat Beth Willman einige interessante Arbeiten zur Entdeckung der am wenigsten leuchtenden Galaxien (Zwerggalaxien-Begleiter der Milchstraße) geleistet. Mit anderen Worten, es ist durchaus möglich, dass sich innerhalb dieser Unterstrukturen kleine Ansammlungen von Sternen, Staub und Gas befinden, die so schwach sind, dass wir sie nur finden können, wenn wir genau hinsehen.

Ich sollte auch hinzufügen, dass sich die Leute auch in die andere Richtung bemüht haben. Das heißt, um zu sehen, wie man die Eigenschaften der Dunklen Materie verändert, um Simulationen von Strukturen in diesem bestimmten Maßstab zu beseitigen (siehe: Selbstinteragierende Dunkle Materie ).

Das kosmologische LCDM-Modell ist ein sehr robustes und gut unterstütztes Modell für unser Universum auf Skalen von etwa ~1 Mpc und größer. Es gibt einige Diskrepanzen, von denen das fehlende Satellitenproblem nur eine davon ist.

Boylan-Kolchin et al. Erwähnen Sie viele der gleichen Dinge, die Kommentare zu meiner Frage waren:

Dichtere Subhalos erzeugen eine größere Leuchtkraft durch Vernichtung dunkler Materie.

(Siehe Abb. 5 für ihre simulierten Ergebnisse),

Dunkle Subhalos könnten zumindest einige der kürzlich entdeckten ultraschwachen Galaxien beherbergen, die alle eine Leuchtkraft von weniger als 10 haben$^5$solare Leuchtkraft. Kinematische Einschränkungen begünstigen Massen und Dichten für die Ultra-Schwächen, die auf ziemlich massive Subhalos hinweisen ... wenn auch derzeit mit großen Unsicherheiten.

Große Subhalos können also „dunkel“ sein, nur weil sie kleinere Galaxien beherbergen, als wir erwarten.

Dieses Papier schlägt auch einen stärker an der Schwerkraft orientierten Ansatz vor:

Eine alternative Nachweismethode könnte der Gezeiteneinfluss der Subhalos auf die HI-Scheibe des MW sein.

Dieses Papier von Chakrabarti et al. diskutiert die Verwendung beobachteter Gezeitenstörungen in einer Galaxie, um sowohl die Masse als auch die Position des störenden Körpers zu bestimmen. Aus der Zusammenfassung:

Wir beschreiben die laufende Arbeit an einer neuen Methode, die es erlaubt, die Masse und die relative Position (in galaktozentrischem Radius und Azimut) von galaktischen Begleitern rein aus der Analyse beobachteter Störungen in Gasscheiben (die von uns beobachteten Galaxien) ungefähr zu bestimmen reichen von einem Begleiter mit sehr geringer Masse (ein Hundertstel der Masse der Primärgalaxie) bis zu einem ziemlich massiven Begleiter (ein Drittel der Masse der Primärgalaxie). Dieser Ansatz hat weitreichende Auswirkungen auf viele Bereiche der Astrophysik – für den indirekten Nachweis von Dunkler Materie (oder von Dunkler Materie dominierter Zwerggalaxien) . (Betonung hinzugefügt)

Das Massenverhältnis der Milchstraße zu ihrem größten Satelliten (der Großen Magellanschen Wolke) beträgt etwa 100; zum nächstgrößten Satelliten (Kleine Magellansche Wolke), etwa 200. Eine Satellitengalaxie aus dunkler Materie, die größer als diese ist (wie von den Simulationen von Boylan-Kolchin et al. vorhergesagt), sollte also gut innerhalb der Nachweisgrenze des verwendeten Prozesses liegen Chakrabarti et al. Papier (sie waren in der Lage, einen Satelliten mit einem primären Galaxie/Satelliten-Verhältnis von 100 genau zu erkennen). Mit groß angelegten Himmelsdurchmusterungen wie SDSS, die gerade stattfinden, ist es möglicherweise möglich, diese Gezeitenstörungen in unserer eigenen Galaxie zu finden, und wenn eine Störung nicht mit bekannten Satelliten in Verbindung steht, sollten wir in der Lage sein, den Ort und die Position zu bestimmen Masse des unsichtbaren Objekts, das wahrscheinlich eine Satellitengalaxie aus dunkler Materie wäre.

Ich denke, das ist so nah wie möglich an einer Antwort, es sei denn, es werden zusätzliche Untersuchungen durchgeführt, die ich nicht erwähnt habe. Keine dieser Techniken hat bisher zu endgültigen Ergebnissen geführt (oder wurde wahrscheinlich noch nicht einmal für diesen Zweck verwendet), ob die Milchstraße einen Partner aus dunkler Materie hat. Wir müssen einfach abwarten und sehen.