Frühes Universum

Alte Sterne sollen Dunkle Materie erhellen

Die Dunkle Materie macht ein Viertel des Kosmos aus - aber fast nichts ist über sie bekannt. Jetzt wollen Forscher die geheimnisvolle Substanz mit Hilfe der ältesten Sterne enträtseln - denn die Dunkelmaterie könnte sie maßgeblich geprägt haben.

Der Blick in den nächtlichen Sternenhimmel trügt. Die vielen leuchtenden Sterne täuschen darüber hinweg, dass das Universum vor allem eins ist: dunkel. Denn es besteht zu einem Großteil aus Dunkler Materie und Dunkler Energie. Allein die Dunkle Materie macht etwa 25 Prozent des Kosmos aus, die Dunkle Energie 70 Prozent. Der gewöhnlichen Materie bleibt der kümmerliche Rest.

Die Dunkle Materie lässt sich nur indirekt beobachten: Weder sendet sie sichtbares Licht aus noch reflektiert sie welches, auch mit sonstiger elektromagnetischer Strahlung interagiert sie nicht. Was Dunkle Materie eigentlich ist, weiß niemand. Wissenschaftler vermuten, dass es sich um besondere Elementarteilchen handelt, die bisher nicht direkt nachgewiesen werden konnten, aber überall im Weltraum vorhanden sind. Immerhin konnten Forscher beweisen, dass es die Dunkle Materie wirklich gibt. Ihre Entstehung und Zusammensetzung ist jedoch ein Rätsel.

Modell mit zwei Arten von Dunkler Materie

Jetzt haben Astronomen eine neue Idee ersonnen, um mehr über die mysteriöse Materie zu erfahren. Mit Computern wollen Liang Gao und Tom Theuns von der Durham University die Galaxien- und Sternenentstehung simulieren und dabei die Dunkle Materie untersuchen.

In ihrem Modell prägt die Dunkle Materie durch ihre Gravitation die Entstehung der Galaxien. Dabei kommt es allerdings darauf an, wie sich die Dunkle Materie selbst im Weltraum verteilt und ausbreitet. Die Astronomen führten daher zwei Berechnungen durch: einmal für eine "warme" und einmal für eine "kalte" Dunkle Materie, schreiben sie im Fachmagazin "Science". Die Überlegung dahinter: Wenn die Dunkle Materie aus energiereichen und schnellen Teilchen besteht und damit "warm" ist, dann muss es noch sehr alte Sterne in unserer Milchstraße geben, die keinerlei Spuren von schweren Elementen wie Eisen beinhalten. Andernfalls sei die Dunkle Materie "kalt" und bestehe aus langsameren Teilchen.

Suche nach monströsen Schwarzen Löchern

Die Simulation mit warmer Dunkler Materie zeigte, dass sich Galaxien entlang weiter Bänder und Netzwerke im Universum verteilen. Es entstehen viele leichte Sterne, die eine sehr lange Lebensdauer haben. Manche könnten bis heute überdauert haben, schätzen die Forscher. Da sie keine schweren chemischen Elemente beinhalten, könnte man sie am Himmel ausfindig machen. Dies wäre eine Bestätigung der warmen Dunklen Materie.

Wäre das All zu Beginn mit kalter Dunkler Materie gefüllt gewesen, dann wären die Sterne nach der neuen Computersimulation nicht in riesigen Streifen, sondern eher isoliert entstanden. "Derzeit gibt es mehr Hinweise auf kalte als auf warme Dunkle Materie", sagte Klaus Meisenheimer vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

Stellte sich die Dunkle Materie tatsächlich als warm heraus, ließe sich womöglich auch erklären, wie die supermassiven Schwarzen Löcher entstanden sind, die im Zentrum vieler Galaxien zu finden sind. Den Berechnungen zufolge könnten sie sich beim Kollaps von Filament-Strukturen in warmer Dunkler Materie gebildet haben.

khü/ddp/dpa

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