Update: Rund einen Monat nach Erscheinen dieses Beitrags wurde von anderen Forschern festegestellt, dass diese Auswertung teilweise auf falschen Daten beruhte. Lesen Sie dazu den Beitrag "Dunkle Materie in Sonnenumgebung gerettet".

Seit einigen Jahren wissen die Astronomen, dass die sichtbare Materie in unserem Universum nur eine Nebenrolle spielt. Die normale Materie, aus der wir, unser Heimatplanet und alle am Nachthimmel sichtbaren Sterne und Galaxien bestehen, macht nach gängigen Theorien nur knapp 20 Prozent der Gesamtmasse des Universums aus. Nach vielfältigen Messungen aus verschiedenen Bereichen des Universums müsste es jedoch zusätzlich rund viermal mehr so genannte Dunkle Materie geben. Sie macht sich zwar durch ihre Schwerkraft, nicht aber durch die Abstrahlung oder Absorption von elektromagnetischen Wellen bemerkbar.

Verteilung der Dunklen Materie in der Milchstraße (künstlerische Darstellung)
© ESO / Luís Calçada
(Ausschnitt)
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Auch in unserer Heimatgalaxis sollte es beträchtliche Mengen der Dunklen Materie geben. Nach den favorisierten Theorien der Galaxienentwicklung sollte unsere Milchstraße von einem kugelförmigen Halo Dunkler Materie umgeben sein. Auch in der Umgebung unseres Sonnensystem müssten sich demnach erhebliche Mengen der rätselhaften Materieform nachweisen lassen.

Um der Dunklen Materie auf die Schliche zu kommen, untersuchte nun ein Team von Astronomen die Bewegungen von mehr als 400 Sternen mit Entfernungen von bis zu 13 000 Lichtjahren zum Sonnensystem. Die unter anderem mit dem MPG/ESO-2,2-Meter-Teleskop der europäischen Südsternwarte ESO in La Silla beobachteten Sterne befinden sich oberhalb der Scheibe des Milchstraßensystems, ungefähr senkrecht über der Position der Sonne. Die Sternbahnen werden durch die Schwerkraft der gesamten vorhandenen Materie – also der sichtbaren und der Dunklen Materie – beeinflusst. Aus diesen Messungen schließen die Forscher auf die Massenverteilung in der galaktischen Umgebung des Sonnensystems und decken in der neuen Untersuchung ein viermal größeres Volumen als bisher ab.

Doch die neuen Ergebnisse widersprechen der gängigen Theorie: es gibt keine Anzeichen für die Existenz Dunkler Materie in der Umgebung unseres Sonnensystems. Auch die Wissenschaftler sind von ihrem Ergebnis überrascht. "Die von uns gefundene Gesamtmasse entspricht sehr genau der Masse aller sichtbaren Materie – also von Sternen, Staub und Gas – in der Sonnenumgebung", erläutert Teamleiter Christian Moni Bidin vom Departamento de Astronomía der Universidad de Concepción in Chile. "Das lässt keinen Raum für zusätzliche Materie – die Dunkle Materie –, die wir eigentlich erwartet hätten. Sie hätte sich bei unseren Beobachtungen sehr deutlich zeigen müssen, aber sie ist einfach nicht da."

Die Astronomen können nicht ausschließen, dass die Dunkle Materie in unserer Galaxis nicht in Kugelform, sondern anders verteilt vorliegt. Ihre Messungen erlauben zum Beispiel, dass die Dunkle Materie in Form eines gewaltigen Rugbyballs vorliegt, der senkrecht zur galaktischen Ebene steht und seinen Mittelpunkt im Zentrum unserer Galaxie hat. Die Forscher um Moni Bidin weisen in ihrer Veröffentlichung darauf hin, dass ihre Messungen kein bestehendes Problem lösen, sondern stattdessen neue Fragen aufwerfen. Extrapolieren sie die Massenverteilung aus der Sonnenumgebung auf die Milchstraße, so erhalten sie eine zu kleine Gesamtmasse. Es muss also weitere Materie geben – die Frage ist nur, wo.

Nach den neuesten Messungen könnten auch sämtliche Versuche, die Natur der Dunklen Materie auf der Erde oder im erdnahen Weltraum zu ermitteln, zum Misserfolg verdammt sein. Verschiedene Experimente, die den direkten Nachweis dunkler Materie anstreben, waren bisher erfolglos. Sollte die Dichte der Dunklen Materie in unserem Sonnensystem tatsächlich verschwindend gering sein, so wäre klar, warum.