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News: Dunkler Materie auf der Spur

Ein Großteil unseres Universums soll aus Dunkler Materie bestehen - diese Meinung teilen die meisten Kosmologen. Doch bekanntermaßen gestaltet es sich schwierig, unsichtbare Dinge zu beobachten und deren Dasein zu belegen. Jetzt scheint der direkte Nachweis erstmals gelungen.
1E 0657-56 Multifrequenz-Komposit
Astronomen um Douglas Clowe von der University of Arizona in Tucson haben in einer Multi-Wellenlängen-Kampagne einen Zusammenstoß zweier Galaxienhaufen beobachtet. Solche Anhäufungen von Galaxien enthalten gewöhnliche Materie vorwiegend in Form von diffusem heißem Gas. Nur ein Zehntel befindet sich in Sternen. Gas und Gestirne sind der Theorie nach durch die Schwerkraft der Dunklen Materie gebunden, die die Masse der normalen Materie um ein Vielfaches übersteigt. Ohne sie würden sich die schnell bewegenden Galaxien und das heiße Gas schnell auseinander bewegen.

Durchdringen sich nun zwei Galaxienhaufen, so wird das Gas in ihnen Zugkräften, ähnlich dem Luftwiderstand, ausgesetzt. Diese bremsen das heiße Gas ab. Die Galaxien bewegen sich indes nahezu ungehindert weiter und lassen das Gas zurück. In diesem Augenblick, also etwa hundert Millionen Jahre nach dem eigentlichen Zusammenstoß, konnte der Nasa-Röntgensatellit Chandra den vermengten Galaxienhaufen 1E 0657-56 betrachten. Die Bilder zeigen, dass sich das heiße Gasgemisch aus Wasserstoff und Helium auf Grund der Druckwelle der Kollision zu einer Wolke formte, die an ein Projektil erinnert – daher der Spitzname Bullet Cluster.

Die optischen Aufnahmen der Galaxien und deren Umgebung zeigen darüber hinaus Gravitationslinseneffekte. Das abgelenkte Licht lässt dadurch einen Rückschluss auf die Masseverteilung der Gravitationslinse, also in diesem Fall des Galaxienhaufens 1E 0657-56, zu. Je stärker das Licht abgelenkt wurde, desto schwerer ist der Haufen.

Die Wissenschaftler stellten bei der Analyse viel mehr Materie in der Nähe der Galaxien fest als in der zurückgebliebenen Gaswolke. Somit kann das Gas nicht die massereichste Komponente im Galaxienhaufen gewesen sein – stattdessen wird diese Rolle der Dunklen Materie zugeschrieben, die im Gegensatz zum Gas nicht abgebremst wurde. Damit würde sich auch die bisherige Annahme bestätigen, dass sie ausschließlich über die Gravitation mit anderen Teilchen – ob aus gewöhnlicher oder ebenfalls Dunkler Materie – wechselwirkt.

Jetzt stellt sich »nur noch« die Frage, woraus sie eigentlich besteht.

spektrumdirekt, Maike Pollmann / AH

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