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News: Licht ins Dunkel

Die Erde, die Planeten, unser Sonnensystem, ja alles, was wir sehen, ist nur ein winziger Bruchteil dessen, was das Universum ausmacht. 99 Prozent aller Materie sind unsichtbar und rätselhaft. Doch jetzt gelang dem Hubble Space Telescope der große Coup: Es entdeckte das erste Objekt dunkler Materie. Und das ist alles andere als rätselhaft.
MACHO
Seit Fritz Zwicky (1898-1974) im Jahr 1933 auffiel, dass die sichtbare Materie nicht ausreicht, um die Rotation von Galaxien zu erklären, stehen die Forscher vor dem faszinierenden Rätsel der dunklen Materie. Wohl an die 90 Prozent der Masse aller Galaxien und sogar 99 Prozent der Materie im Universum, so schätzt man heute, bestehen aus dieser dunklen Materie, die auch erklärt, warum das Universum nicht viel schneller expandiert.

Doch woraus besteht diese dunkle Materie, aus WIMPs oder MACHOs, den Weakly Interacting Massive Particles oder den Massive Compact Halo Objects? Während die MACHOs Planeten, verglühte Sternenüberreste oder Schwarze Löcher umfassen, versteht man unter den WIMPs subatomare und schwach wechselwirkende Teilchen wie Neutrinos, Photinos oder Axionen.

Ob entweder oder, oder sowohl als auch, darüber ist sich niemand sicher, nur eines ist nun klar: Die dunkle Materie besteht zumindest teilweise aus MACHOs. Mithilfe des Hubble Space Telescope und dem Very Large Telescope in Chile gelang Astronomen nun zum ersten Mal, ein Objekt der dunklen Materie beim Namen zu nennen.

Mehr als ein Dutzend Mal hatten die Forscher in der Vergangenheit in Richtung der großen Magellanschen Wolke so genannte Mikrogravitationslinsen entdeckt, kleine Massekonzentrationen, die sich allein dadurch verrieten, dass sie das Licht dahinter liegender Sterne für einen Moment verstärkten. Handelt es sich hierbei womöglich um die mysteriöse dunkle Materie? Immerhin hatte Bohdan Paczynski 1986 postuliert, dass sich die dunkle Materie – bestünde sie aus MACHOs – im Vordergrund von hellen Sternen als Mikrogravitationslinse verriete.

Und genau so ist es. Vor sechs Jahren hatte Hubble ein solches Linsen-Ereignis aufgenommen, das insgesamt rund 100 Tage andauerte. Aus dem Lichtspektrum konnten die Forscher seinerzeit bereits die Bewegung des MACHOs abschätzen – und nun fanden Charles Alcock vom Lawrence Livermore National Laboratory und seine Mitarbeiter genau an der vorberechneten Position  – den Bruchteil einer Bogensekunde von dem blau leuchtenden Stern im Hintergrund entfernt – in 600 Lichtjahren Entfernung ein schwach leuchtendes rotes Objekt: einen Zwergenstern, mit weniger als einem Zehntel der Sonnenmasse. Dass Stern und einstige Mikrogravitionslinse ein und dasselbe sind, dessen sind sich die Forscher absolut sicher.

Mithilfe des Very Large Telescope des European Southern Observatory und auf der Basis des kombinierten Spektrums beider Sterne gelang den Forschern schließlich auch die Identifizierung des MACHOs als M-Stern, als einen kühlen Stern also, dessen Oberflächentemperatur etwa 3500 Kelvin beträgt. Selbst die Masse, Entfernung und Geschwindigkeit des MACHOs sind nun genau bekannt.

Somit ist zumindest eines der Geheimnisse um die dunkle Materie gelüftet: Sie besteht wenigstens teilweise aus MACHOs. Der Optimismus wächst, dass auch die anderen bekannten Mikrogravitationslinsen, womöglich sogar die ganze dunkle Materie aus nichts anderem besteht als MACHOs: ganz normaler Materie, die eben nur schwach oder gar nicht leuchtet.

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