Asteroiden aus dunkler Materie (sofern vorhanden) können Sonneneruptionen verursachen

Dunkle Materie erweist sich als ziemlich frustrierendes Thema für Physiker, Kosmologen und andere nach außen gerichtete Wissenschaftler. Alle Daten zur Dunklen Materie sind Gravitationsdaten, und das Fehlen anderer Beweise zeichnet nur ein Kästchen auf der Teilchenkarte, in das Wissenschaftler gekritzelt haben: „Hier ist Dunkle Materie.“

Dunkle Materie interagiert so schwach mit gewöhnlicher Materie, dass wir sie über dem Getöse gewöhnlicher Materie, die betrunken die Partikelbar des Universums anbrüllt, einfach nicht bemerken. Was wir brauchen, ist, ihm einen Platz zu geben, an dem er glänzen kann, ihn ins Rampenlicht rücken und Karaoke singen lassen. Es stellt sich heraus, dass das Innere eines Sterns dies könnte sei einfach dieser Ort.

Enttäuschende Blitze im Dunkeln

Die meisten vorgeschlagenen Kandidaten für dunkle Materie verwenden die einfachste mögliche Erweiterung des Standardmodells. Diese Erweiterungen ermöglichen es theoretischen Physikern abzuschätzen, wie diese Teilchen mit gewöhnlicher Materie interagieren würden.

Basierend auf diesen Ideen errichteten Experimentalphysiker große Xenon-Reservoire in den tiefsten, dunkelsten Löchern, die sie finden konnten, und umgaben die Reservoire mit Lichtdetektoren, um nach Hinweisen zu suchen seltene Ereignisse – dunkle Materie, die mit gewöhnlicher Materie kollidiert. Dies sind streng kontrollierte Experimente, bei denen jeder Lichtblitz analysiert wird. Die Kettenreaktionen der Nicht-Dunklen Materie, die zu Lichtblitzen führen, sind bekannt und kontrolliert.

Bislang ist jedoch nichts Konkretes aufgetaucht.

Weil wir nicht genau wissen, was dunkle Materie ist, haben die theoretischen Physiker inzwischen ihrer Fantasie freien Lauf gelassen. Sie schufen einen Zoo möglicher Teilchen der Dunklen Materie. Erweiterungen des Standardmodells lassen fast alles zu, daher gibt es Vorschläge für Atome, Moleküle und sogar Sterne aus dunkler Materie. Ja, es könnte ein völlig unsichtbares Spiegeluniversum geben, das unser eigenes Universum zusammenhält.

Aufregende Sternfackeln

Wenn es stimmt, dass dunkle Materie Strukturen bilden kann, fliegen wahrscheinlich Asteroiden aus dunkler Materie durch das Universum. Manchmal kollidieren Asteroiden aus dunkler Materie mit Sternen und dann wird es sehr spannend.

Die dunkle Materie eines Asteroiden, die mit der eigentlichen Materie eines Sterns interagiert, ist im Wesentlichen eine Einheit (weil Sterne ziemlich dicht sind). Nach dem, was wir über das Universum und die Entstehung von Galaxien wissen, müssen sich Asteroiden aus dunkler Materie sehr schnell bewegen.

„Schnell“ bedeutet in diesem Fall „schneller als die Schallgeschwindigkeit in einem Stern“. Wenn also ein Asteroid auf einen Stern trifft, erzeugt er eine zylinderförmige akustische Schockwelle. Der Stern fungiert als akustische Linse – ein Stern ist weniger dicht und lenkt Schallstrahlen zur Oberfläche ab –, sodass die Schockwelle lose um den Eintrittspunkt des Asteroiden fokussiert wird.

Dieser Prozess dient dazu, die Schockwelle in einer lokalen Region zu intensivieren, anstatt sie sich ausbreiten zu lassen. Wenn sich die Stoßwelle dann der Oberfläche nähert, nimmt ihre Geschwindigkeit (relativ zur Schallgeschwindigkeit) zu, was ihre Wirkung auf das Sternmedium verstärkt.

Diese beiden Prozesse reichen aus, damit der Stern einen Ausbruch von Röntgenstrahlen aussendet, wobei sich ein Emissionsschweif bis ins sichtbare Licht erstreckt. Mit anderen Worten, es gibt einen Lichtblitz, der für unsere Beobachtungsinstrumente deutlich sichtbar ist.

Sonneneruptionen sind häufig

Die Forscher verwendeten die geschätzte Dichte dunkler Materie eines Kugelsternhaufens namens 47 Tuc, um zu berechnen, wie oft dunkle, von Asteroiden induzierte Eruptionen für das Hubble-Weltraumteleskop sichtbar wären (wenn es die richtigen Filter hätte). Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass eine Beobachtungswoche ausreichen sollte, um die Eruptionen zu erkennen. Dann sahen sie sich die Hubble-Datenbank an und stellten fest, dass 47 Tuc eine Woche lang beobachtet worden waren, aber mit dem falschen Filter. Wenig überraschend fand er nichts.

Neben Hubble stellten sich die Forscher auch ein bald einsetzbares Weitfeld-UV-Weltraumteleskop vor. In diesem Fall schlagen die Forscher vor, K-Zwerge (eine Reihe relativ kühler Sterne in der Hauptreihe) zu betrachten, die nach astronomischen Maßstäben lokal sind. Wenn Asteroiden aus dunkler Materie existieren und sich wie von den Forschern vorhergesagt verhalten, kommt dieses Teleskop nicht umhin, die daraus resultierenden Eruptionen zu entdecken. Das gilt auch für alle anderen, die ebenfalls darauf ausgelegt sind, große Himmelsausschnitte im Ultravioletten zu überwachen.

Sogar unsere eigene Sonne wäre anfällig für Fackeln von dunklen Asteroiden. Forscher schätzen, dass die Sonne jedes Jahr mit einem kleinen Asteroiden kollidieren sollte. Der Beweis – Sonneneruptionen – könnte sogar bereits in den Sichtungsaufzeichnungen enthalten sein.