Wissenschaft

Rätselhafte Galaxie ohne Dunkle Materie gefunden

Der Mangel an Dunkler Materie in der Galaxie NGC1052-DF2 beweist paradoxerweise deren Existenz.Thursday, March 29, 2018

Von Nadia Drake
In dieser Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops sieht man zahlreiche Galaxien, die im Universum verstreut sind. Ein genauerer Blick auf eine 65 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie offenbarte nun, dass ihr ein fundamentaler Baustein fehlt: eine geheimnisvolle Substanz namens Dunkle Materie.

Eine weit entfernte Galaxie versetzt Astronomen aktuell in Staunen, weil ihr etwas Entscheidendes fehlt.

DIE ENTDECKUNG

In etwa 65 Millionen Lichtjahren Entfernung treibt die Galaxie NGC1052-DF2 durch den Raum. Mit nur circa einem Zweihundertstel der Masse der Milchstraße wirkt sie nicht sonderlich imposant.

Normalerweise ist die Gesamtmasse einer Galaxie auch nicht vollständig sichtbar. Neben einer Mischung aus normaler Materie – zum Beispiel Sterne, Planeten und Seekühen (Lesenswert: Weltraumwale und fliegende Echsen: Die Tiere des Kosmos) – enthalten Galaxien auch Dunkle Materie. Diese postulierte Form der Materie ist nicht sichtbar und soll einen Großteil der Masse unseres Universums ausmachen. Obwohl wir sie nicht direkt beobachten können, können wir durch den Einfluss ihrer Gravitation auf normale Materie auf sie schließen.

Basierend auf dem Materieverhältnis in anderen Galaxien sollte eine abgelegene Galaxie wie NGC1052-DF2 etwa hundertmal mehr Dunkle als normale Materie haben. Wie Wissenschaftler in „Nature“ berichten, enthält NGC1052-DF2 aber anscheinend fast gar keine Dunkle Materie.

DIE METHODE

Mit Hilfe des Dragonfly Telephoto Arrays hat sich ein Team unter der Leitung von Pieter van Dokkum von der Universität Yale die fragliche Galaxie einmal näher angesehen. Das Team verfolgte die Bewegungen von zehn Sternhaufen und konnte dadurch bestimmen, wie viel Masse sich in der Galaxie befindet. Überraschenderweise war es ungefähr dieselbe Menge, die den Erwartungen zufolge auf die Sterne entfallen würde.

„Wir haben wirklich geglaubt, dass Dunkle Materie nicht nur ein optionaler Bestandteil von Galaxien wäre“, sagt Dokkum und verweist darauf, dass sein Team noch weitere ähnliche Galaxien entdeckt hat, die es zu untersuchen gilt.

DIE BEDEUTUNG

Ein solcher Ausreißer sorgt noch nicht zwingend dafür, dass eine ganze Theorie in sich zusammenfällt. Aber die Entdeckung einer Galaxie, der es mehr oder minder völlig an Dunkler Materie mangelt, enthält ein paar interessante Implikationen. Zunächst einmal stellt sie die derzeitige Vorstellung davon infrage, wie Galaxien überhaupt entstehen.

„In der modernen Theorie zur Galaxienbildung gehen wir davon aus, dass Galaxien in Dunkle-Materie-Halos entstehen“, sagt Risa Wechsler von der Universität Stanford. „Es gibt eine ziemlich enge Beziehung zwischen der Menge an Sternen, die entstehen, und der vorhandenen Dunklen Materie, zumindest während der Entstehung der Galaxie.“

Mit anderen Worten: Ohne Dunkle Materie keine Galaxie.

Van Dokkum und seine Kollegen haben mehrere Szenarien entworfen, die erklären könnten, wie NGC1052-DF2 entstanden ist und sich im Laufe ihrer Existenz weiterentwickelt hat. So richtig zufrieden ist er aber mit keiner davon. Wechsler ist von der Entdeckung ebenfalls überrascht – und von der Implikation, dass sich Galaxien vielleicht auch in Abwesenheit Dunkler Materie bilden könnten.

„Wir müssten überdenken, was eine Galaxie eigentlich ist“, sagt sie.

Paradoxerweise deutet der Mangel an Dunkler Materie in dieser speziellen Galaxie auch darauf hin, dass Dunkle Materie wirklich existiert.

Zwar gibt es Theorien, die Alternativen zu Dunkler Materie vorschlagen, beispielsweise ein abgewandeltes Verständnis der Schwerkraft – aber diese müssten dann universell gültig sein, auch in NGC1052-DF2. Van Dokkum schlussfolgert daher: „Dadurch, dass wir keine Dunkle Materie gefunden haben, haben wir im Grunde bewiesen, dass sie existiert.“

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