Astronomen haben die Aufnahmen von zwei erdgebundenen Teleskopen und drei Weltraumobservatorien in verschiedenen Wellenlängenbereichen ausgewertet, um die Spuren einer kosmischen Massenkarambolage zu untersuchen. Sie beobachteten die Reste eines Zusammenstoßes von zwei Galaxienhaufen in 5,2 Milliarden Lichtjahren Entfernung zur Erde. Die Forscher sehen die Galaxienhaufen 700 Millionen Jahre nach dem Zusammenstoß. Dabei wurden normale und Dunkle Materie voneinander getrennt, berichten die Wissenschaftler um William Dawson von der University of California in Davis in einer neuen Veröffentlichung.

Galaxienhaufen sind Ansammlungen von tausenden von Galaxien, die durch die gegenseitige Schwerkraft zusammengehalten werden. Der Raum zwischen den Galaxien ist mit heißem Gas erfüllt, das sich auf Röntgenaufnahmen bemerkbar macht. Die Galaxien selber sind im Bereich des sichtbaren Lichts zu erkennen. Die Dunkle Materie, die rund fünfmal mehr Masse als die normale (sichtbare) Materie beiträgt, lässt sich hingegen nur indirekt durch ihre Schwerkraft nachweisen. Stoßen zwei Galaxien zusammen, so verhalten sich normale und Dunkle Materie grundsätzlich anders. Die Dunkle Materie durchdringt die normale und sich selbst mühelos, sie wird offensichtlich nur von der Schwerkraft beeinflusst. Normale Materie, also das heiße Gas, wechselwirkt stark und wird abgebremst, verdichtet und weiter erhitzt.

Der Musketenkugel-Haufen
© NASA / CXC / STScI / UC Davis
(Ausschnitt)
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Der neuentdeckte Musketenkugel-Haufen ist das Resultat einer Kollision von zwei Galaxienhaufen vor 700 Millionen Jahren und ist hier im Falschfarbenbild dargestellt. Die Aufnahme der Galaxien stammt vom Weltraumteleskop Hubble im sichtbaren Licht. Die Bilder des im Röntgenlicht leuchtenden heißen Gases (rot) nahmen die Satelliten Chandra und Subaru auf. Die blauen Wolken stellen die berechnete Verteilung der Dunklen Materie dar. Klar ist zu erkennen, wie sich die Dunkle Materie in den beiden Galaxienhaufen durchdrungen hat, während die normale Materie (Gas) bei der Kollision der Haufen durch Reibung abgebremst wurde.

Dieser Effekt ist bereits an mehreren anderen Galaxienhaufenkollision im Detail studiert. Doch der nun entdeckte Zusammenstoß ist älter als alle anderen zuvor bekannten. Dabei durchdrangen sich die beiden einzelnen Haufen vollständig, die Dunkle Materie folgte dem gleichen Pfad. Das hohe Alter von rund 700 Millionen Jahren übertrifft die der bisher bekannten um 170 bis 250 Millionen Jahre. Damit sehen die Forscher eine spätere Phase der Kollision als bei allen anderen Systemen. Eine andere Besonderheit der Neuentdeckung ist die vergleichsweise geringe Geschwindigkeit, mit der die Haufen kollidierten. Daher nannten die Forscher ihn "Musketenkugelhaufen", um ihn von dem berühmten "Geschosshaufen" zu unterscheiden, bei dem die Galaxien sehr viel schneller zusammenstießen.

Außerdem hilft der "Musketenkugelhaufen" den Astronomen auch dabei, die Dunkle Materie selber zu erforschen. Noch ist vollkommen unbekannt, was diese Materieform ist und aus welchen Teilchen sie sich zusammensetzt. An der Galaxienhaufenkollision können die Wissenschaftler die Wechselwirkung der Dunklen Materie mit sich selbst untersuchen und damit auf deren Zusammensetzung rückschließen. Wie bei den bisher bekannten Zusammenstößen zeigt auch die Dunkle Materie im Musketenkugelhaufen keinerlei Selbstwechselwirkung.