bersicht 1 Die Milchstrasse 2 Die fehlende Masse

Übersicht __________________________________________________________________ 1. Die Milchstrasse 2. Die fehlende Masse 3. Gravitationslinsen 4. Das Projekt EROS

1. Die Milchstrasse

Umfang der Erde - Mond 40‘ 000 km 400‘ 000 km Erde – Sonne 150‘ 000 km Licht: 8 Min. Sonne - Pluto 6‘ 000‘ 000 km Licht: 5 ½ Std. Alpha Centauri 4. 3 LJ Ø Milchstrasse 100‘ 000 LJ

2. Die fehlende Masse

Etwas Kosmologie: Kritische Dichteparameter <1% ? %

Mögliche Kandidaten für Dunkle Materie: MACHOs Massive Astrophysical Compact Halo Objects WIMPs Weakly Interacting Massive Particles

Was sind MACHOs ? Dunkle Objekte, die den Halo um Galaxien bilden. Kandidaten für MACHO-Objekte • Braune Zwerge • Schwarze Löcher • Neutronensterne • Jupiterähnliche Objekte • Objekte mit Massen von Kometen oder Asteroiden

Was ist ein Brauner Zwerg ? • Stern mit zu geringer Masse (M < 0. 08 M ) • keine Kernfusion da zu geringe Masse • bestehet fast nur aus Wasserstoff • kein eigentlicher Stern • gibt nur beschränkt Wärme und Licht ab

3. Gravitationslinsen

Krümmung von Licht

Totale Sonnenfinsternis von 1919

Beispiele von Gravitationslinsen (HST)

Simulation

Gravitational Lensing by an Elliptical Psuedo-Isothermal Mass The grayscale image is a negative of the observed light (darker=brighter). The centre of the mass is marked M 1 and the source is marked S 1. The dashed green lines are critical lines of the lens and the dotted magenta lines are the caustics.

Strong Weak Micro

Auflösungsvermögen

Wie beobachtet man etwas nicht sichtbares?

Mikrogravitationslinsen Das Prinzip des „Microlensings“

Mikrogravitationslinsen-Ereignis, wie es von einem „Super-Teleskop“ gesehen würde:

Suche nach dunklen Halo-Objekten in der Milchstrasse

Geometrische Darstellung des Gravitationslinseneffekts

Wahrscheinlichkeit eines Mikrolinsenereignisses Halo-Objekt mit 100 M t 2 Jahre Halo-Objekt mit 10 -7 M t 30 Minuten Denkt man sich die Halo-Gesamtmasse konstant, dann gibt es natürlich viel mehr Objekte, wenn die Einzelmassen kleiner sind. Folglich steigt auch die Häufigkeit kurzer Ereignisse dementsprechend an und umgekehrt.

Charakteristika eines Mikrolinsenereignisses • Die Lichtkurve muss achromatisch sein. • Die Lichtkurve muss symmetrisch verlaufen. • Einmaliges Ereignis • Platz im Hertzspung-Russell-Diagramm (HRD) • Der Kandidaten-Stern darf kein auffälliges Spektrum haben. • Die Kandidaten-Sterne müssen proportional zur Sternendichte des Hintergrunds sein. • Die Verteilung der Maximalverstärkung muss der theoretisch abgeleiteten entsprechen.

Die Projekte MACHO, EROS und OGLE. . . versuchen, die Verteilung der Dunklen Materie in der Milchstrasse zu bestimmen, um den Anteil der baryonischen Materie an der nichtleuchtenden Materie festlegen zu können. Projekt MACHO MAssive Compact Halo Object Projekt EROS Expérience pour la Recherche d’Objets Sombres Projekt OGLE Optical Gravitational Lensing Experiment

4. Das Projekt EROS

MARLY - Teleskop

2 x 4 CCD Loral 2 k 3 eb mit jeweils 2048 x 2048 Pixels Feld: 7° x 1. 4° (0. 6’’ pro Pixel)

Das Projekt EROS Gesuchte Phänomene • Gravitationsmikrolinsen. Effekte aufgrund von dunklen Objekten • Supernovæ-Explosionen • genaue Bewegung dunkler Objekte • Cepheiden in der LMC und der SMC Messungen Überwachung einiger zehn Millionen von Sternen Instrumente Teleskop “MARLY” und zwei CCD-Kameras Messbereich Linsenmasse von 10– 7 bis zu einigen Sonnenmassen Highlights: • 1993: Erstes Mikrolinsen. Ereignis in der LMC • 1997: Erste Supernova; erstes Mikrolinsenereignis gegen die SMC • 1997 -98: Über 20 Supernovæ entdeckt; intensive Überwachung eines Doppellinsen-Ereignisses in der SMC; erstes Mikrolinsen. Ereignis, einer galaktischen Scheibe; direkte Wahrnehmung eines Braunen Zwergs

Die Ergebnisse im Vergleich Nachweis Von Halo-Objekten mittels des Mikrogravitationslinseneffektes MACHO EROS OGLE Juli 92 – Juli 93 1990 – 93 April – Juli 92 1. 8 Mio. ( 15%) 3 Mio. ( 40%) 650‘ 000 ( 30%) CCD und Photo CCD 8 x 20482 16 x(579 x 400) 1 x 20482 Grösse des Aufnahmefeldes 0. 7� ° 1° x 0°. 4 und 5°x 5° 0. 25� ° Richtung LMC Galaktisches Zentrum 1 2 1 17 Tage 27 und 30 Tage 24. 4 Tage 2. 01 1. 0 und 1. 2 0. 97 Ja ja / ja (nicht bekannt) Zeitpunkt des Maximums 7. 3. 1993 1. 2. 1992 und 22. 1990 15. 6. 1993 Wahrscheinlichste Masse 0. 12 M 0. 03. . . 1. 0 M 0. 3 M Bisherige Beobachtungen Analysierte Sterne der Gesamtdaten Kamera Pixel Anzahl der Ereignisse Dauer t Max. Verstärkung [mag] Achromatisch

Bulge Events Peak am 5. Mai 01 kurze Dauer von nur 2 Tagen Peak am 26. Mai 01 Dauer von 24. 5 Tagen

Galactic Plane Event Fit: Binäre Mikrolinsenkurve Quelle

Resultate Aufgrund von über 500 Ereignisse beobachtet in - LMC SMC Bulge Galaktisches Zentrum Spiralarme kann auf eine Masse von 0. 5 – 0. 9 M geschlossen werden. MACHOs sind eher (ausgekühlte) Weisse Zwerge als Braune Zwerge Es können höchstens 10 % der Halo-Masse erklärt werden.

Kritische Dichteparameter <1% ~5% ~ 25 % ~ 70 %