Galaxienkollision ermöglicht ersten direkten Beleg für Existenz der rätselhaften Materieform Dunkle Materie jetzt bewiesen - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Galaxienkollision ermöglicht ersten direkten Beleg für Existenz der rätselhaften Materieform

Dunkle Materie jetzt bewiesen

Galaxiencluster 1E0657-56 © NASA/CXC/M. Weiss

Im Universum gibt es weitaus mehr Masse, als durch die Himmelskörper und Gaswolken alleine zu erklären wären. Wo aber ist der Rest? Eine Erklärung ist die Dunkle Materie: Materie in einem noch unbekannten Zustand, die für die Instrumente der Astronomen bisher nicht sichtbar oder nachweisbar war. Jetzt aber ist der erste direkte Nachweis der Existenz dieser rätselhaften Materieform gelungen.

Seit den 1930er Jahren gehen Astronomen davon aus, dass ein Großteil des Universums aus etwas anderem als der normalen Materie bestehen muss, etwas, das sich von den Bausteinen der Sterne, Planeten und aller Lebewesen fundamental unterscheidet. Aus Beobachtungen der Bewegungen der Galaxien und den Gesetzmäßigkeiten der Gravitation schließen Forscher daher, dass es im Kosmos ungefähr fünf Mal so viele Dunkle Materie geben muss wie normale. In den letzen 70 Jahren jedoch war es niemandem gelungen, direkte Beweise für die Existenz dieser rätselhaften Materieform zu finden.

„Astronomen waren in der etwas peinlichen Situation sagen zu müssen, dass wir das Universum verstehen, obwohl wir von mehr als 80 Prozent davon absolut keine Ahnung haben”, erklärt Dennis Zaritsky, Professor für Astronomie an der Universität von Arizona und Mitglied des Forscherteams. „Entweder liegt die meiste Materie im Universum als unsichtbare, unentdeckte Form, die wir als Dunkle Materie bezeichnen vor, und lässt die Galaxien sich so bewegen wie wir es beobachten, oder aber wir haben die fundamentalen Gesetze der Gravitation nicht verstanden.“

Kosmische Kollision als Beobachtungsobjekt

Die Cluster-Kollison in vier Schritten. © NASA/CXC/M. Weiss

Die Kollision von zwei Galaxienclustern jedoch verhalf den Forschern jetzt zum entscheidenden Durchbruch. In solchen Clustern liegt die Materie vor allem als heißes Gas vor, seine Masse ist deutlich größer als die der Sterne in dem Galaxienhaufen. Normalerweise müsste das Gas sich daher allmählich ausbreiten und verteilen, stattdessen jedoch bleibt es scheinbar von unsichtbarer Kraft zurückgehalten, im Cluster gefangen. Dies ist theoretisch nur möglich, wenn eine noch größere Masse dunkler und daher unsichtbarer Materie es durch seine Anziehungskraft festhält.

Genau das haben jetzt Wissenschaftler direkt nachgewiesen. In mehr als hundert Beobachtungsstunden am Röntgenteleskop Chandra, sowie dem Weltraumteleskop Hubble und den optischen Teleskopen Magellan und dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte beobachteten die Forscher den Galaxiencluster 1E0657-56, auch Bullet-Cluster genannt, da er eine spektakuläre, geschossförmige Wolke aus hundert Millionen Grad heißem Gas enthält. Die Röntgenaufnahmen zeigen, dass diese Form durch die Kollision eines größeren mit einem Kleineren Cluster entstanden ist.

Anzeige

Unsichtbare Masse als Beleg

Die Astronomen nutzen die Technik der Gravitationslinse um die Massenverteilung im Cluster zu messen. Hierbei wird der Grad der Verzerrung des Hintergrundlichts durch die Schwerkraft der Massen im Cluster beobachtet. Es zeigte sich, dass das heiße Gas in der Kollision durch eine Kraft ähnlich des Luftwiderstands gebremst wurde. Demgegenüber wurde die dunkle Materie nicht beeinflusst, und dadurch registrierten die Astronomen einen unsichtbaren aber nachweisbaren großen Masseschwerpunkt vor der heißen Gaswolke.

Douglas Clowe, Astronom von der Universität von Arizona und Leiter der Studie erklärt: „Grundsätzlich wissen wir jetzt, es gibt wirklich dunkle Materie dort draußen. Jetzt müssen wir nur noch herausfinden, was sie ist.“

(Chandra X-ray Center, 22.08.2006 – NPO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

keine Diaschauen verknüpft

Dossiers zum Thema

Big Eyes - Riesenteleskope und die letzten Rätsel im Kosmos

News des Tages

Schnecke

Superkleber wird reversibel

Künstliche Inseln aus der Steinzeit entdeckt

Das Geheimnis des Hundeblicks

Mars: Rätsel der Eiswolken gelöst

Kugelfisch-Gift als Schmerzmittel?

Bücher zum Thema

Das Universum nebenan - Revolutionäre Ideen in der Astrophysik von Marcus Chown

Das Universum - Eine Reise in die Unendlichkeit von Serge Brunier

Was zu entdecken bleibt - Über die Geheimnisse des Universums, den Ursprung des Lebens und die Zukunft der Menschheit von John R. Maddox

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige