Science 05.04.2018

Galaxie ohne dunkle Materie überrascht Forscher

© Bild: AP / Pieter van Dokkum

Gängige Theorien gehen davon aus, dass wo Materie ist auch dunkle Materie sein sollte. Eine Galaxie widersetzt sich.

Die Entdeckung einer Galaxie, die keine dunkle Materie zu enthalten scheint, verblüfft Forscher, wie der Guardian berichtet. Die rund 65 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie Galaxie NGC 1052-DF2 wird als diffus klassifiziert. Das heißt, sie verfügt über wenige Sterne, hat aber trotzdem eine vergleichsweise große Ausdehnung. Neue Beobachtungen haben zudem gezeigt, dass NGC 1052-DF2 praktisch ausschließlich aus gewöhnlicher Materie besteht. Von der dunklen Materie, die in gängigen kosmologischen Modellen das Gerüst darstellt, entlang dessen sich die sichtbare Masse verteilt, fehlt jede Spur.

In allen anderen bisher beobachteten Galaxien spielt dunkle Materie hingegen eine wichtige Rolle. In der Milchstraße gibt es laut Schätzungen etwa 30 Mal so viel dunkle Materie wie sichtbare. Direkt beobachtet wurde dunkle Materie bisher nicht, da sie nicht mit elektromagnetischer Strahlung wechselwirkt. Ihre Existenz wird aus indirekten Beobachtungen abgeleitet, die sich auf gravitative Wechselwirkungen mit sichtbaren Massen berufen. Daraus ergibt sich, dass das Verhältnis zwischen dunkler und leuchtender Materie im Universum bei etwa 5:1 liegt.

Rätselhaft

"So etwas kennen wir bis jetzt nicht. Das stellt für unsere gängigen Theorien zur Entstehung von Galaxien eine Herausforderung dar", sagt Pieter van Dokkum, der an der Veröffentlichung der Beobachtung in Nature beteiligt war. In Galaxien lässt sich üblicherweise beobachten, dass Sterne in den äußeren Regionen auf ihren Umlaufbahnen Geschwindigkeiten erreichen, die ohne die zusätzliche Masse der dunklen Materie über der Fluchtgeschwindigkeit liegen sollten.

Bei der Beobachtung von NGC 1052-DF2 haben die Forscher entdeckt, dass zehn Sternenhaufen in äußeren Galaxiebereichen sich viel langsamer bewegen, als zu erwarten wäre. Daraus ergibt sich, dass die Masse der Galaxie wohl etwa 400 Mal niedriger ist, als die Modelle vorhersagen. "Diesen Wert erreichen die Sterne der Galaxie alleine. Da gibt es für dunkle Materie keinen Platz mehr", sagt Dokkum.

Spekulation

Die für Aufsehen sorgende Abwesenheit von dunkler Materie werten die Forscher derweil als Beweis für die Existenz der obskuren Substanz. Das liegt daran, dass Theorien, die alternative Modelle verwenden, etwa durch die Postulierung einer sich mit der Distanz verändernden Wirkung der Schwerkraft, solche Abweichungen nicht erklären können. Ohne dunkle Materie sollten alle Galaxien denselben Rotationsmustern folgen.

Die langsamen Orbits zentrumsferner Sterne in NGC 1052-DF2 stellen solche Erklärungsmodelle vor Probleme. Aber auch in einer Welt mit dunkler Materie ist die Galaxie nicht leicht zu erklären. Wo andere Galaxien sich laut gängiger Theorie gebildet haben, weil dunkle Materie zu Ansammlungen sichtbarer Materie in Form von Gaswolken führt, bleibt die Existenz von NGC 1052-DF2 ein Rätsel. Mögliche Erklärungen wären laut Forschern etwa ein unbekanntes, eindrückliches Ereignis, das alle dunkle Materie aus der Galaxie gefegt haben könnte.

( futurezone ) Erstellt am 05.04.2018