Rätsel der Astronomie Forscher finden zweite Galaxie ohne Dunkle Materie

Galaxien entstehen aus Dunkler Materie, dachten Forscher lange. Doch nun haben sie schon zum zweiten Mal ein Exemplar entdeckt, das den Stoff kaum oder gar nicht enthält. Sie sind ratlos.

Galaxie DF2
NASA, ESA, and P. van Dokkum / Yale University

Galaxie DF2


Zum zweiten Mal haben Forscher eine Galaxie entdeckt, die keine oder nur sehr wenig Dunkle Materie enthält. Bereits die erste Entdeckung aus dem Jahr 2018 hatte Wissenschaftler erstaunt und bei einigen Skepsis ausgelöst. Dass Forscher nun eine zweite solche Galaxie gefunden haben, weist zwar darauf hin, dass die früheren Messungen korrekt waren. Erklären können sich Forscher den Fund aber immer noch nicht.

Bislang sind Astronomen davon ausgegangen, dass sich Galaxien aus Dunkler Materie entwickeln. Ohne sie dürften Galaxien demnach gar nicht entstehen. Viele enthalten mehr Dunkle als solche Materie, wie wir sie kennen. Direkt nachweisen lässt sich Dunkle Materie nicht, die Forscher verwendeten einen Trick, wie sie im Fachmagazin "The Astrophysical Journal Letters" berichten.

Dunkle Materie verändert mit ihrer Schwerkraft beispielsweise die Bewegung von Sternhaufen in Galaxien. Dabei gilt: Je schneller diese unterwegs sind, desto mehr Dunkle Materie besitzt eine Galaxie. Mit dem "Keck"-Teleskop auf Hawaii beobachteten die Forscher nun sieben Kugelsternhaufen in der Galaxie DF4.

Ihr Ergebnis: Die Sternhaufen bewegen sich viel langsamer, als sie es in Anwesenheit von Dunkler Materie tun müssten. Offenbar fehlt diese. Auf gleiche Weise waren die Forscher auch vor etwa einem Jahr darauf gekommen, dass die zuvor untersuchten Galaxie DF2 wenig oder keine Dunkle Materie enthält.

Stimme des Zweifels im Hinterkopf

"Eine zweite Galaxie mit keiner oder nur sehr wenig Dunkler Materie zu finden, war genauso aufregend wie beim ersten Mal", sagt Astronom Pieter van Dokkum von der Yale University. "Solange es nur ein Objekt gibt, hat man immer diese leise Stimme im Hinterkopf, die sagt: 'Was, wenn du falschliegst'?" Der zweite Fund zeige nun, dass Galaxien, denen Dunkle Materie fehlt, wahrscheinlich häufiger vorkommen,als zunächst vermutet.

Beide Objekte befinden sich ungefähr 63 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und gehören zur Gruppe der ultradiffusen Galaxien. Sie sind in etwa so groß wie die Milchstraße, enthalten aber hundert bis tausend Mal weniger Sterne, sodass man sie nur schwer sehen kann.

"Da wir nicht wirklich verstehen, wie diese Galaxien entstanden sind, hoffe ich, dass sich nun noch mehr Forscher an der Suche nach einer Lösung beteiligen", so van Dokkum. Denkbar ist laut dem Wissenschaftler etwa, dass die Galaxien die Dunkle Materie mit der Zeit verloren haben. Möglicherweise sind sie auch aus Gas entstanden, das eine benachbarte Galaxie ausgestoßen hat.

Dass eine alternative Theorie über Dunkle Materie das Rätsel lösen könnte, halten die Wissenschaftler dagegen für ausgeschlossen. Mit den gängigen Alternativthesen lasse sich die fehlende Dunkle Materie noch weniger erklären als mit der anerkannten Version.

Eine Erkenntnis haben die rätselhaften Galaxien trotz aller Unklarheiten schon geliefert: Dass ihnen Dunkle Materie fehlt, zeige, dass diese und normale Materie unabhängig voneinander existieren, so die Forscher.

jme



insgesamt 96 Beiträge
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Seite 1
Leser_01 01.04.2019
1.
Das große Problem der Kosmologie ist, dass sich Quantenmechanik und Relativitätstheorie in Extremsituationen widersprechen. Die einzige Möglichkeit, um die Relativitätstheorie zu stützen, ist die Erfindung von Dunkler Materie, die sich bislang noch nirgendwo nachgeweisen ließ. Nun scheint jedoch auch diese Hilfskonstruktion zusammenzubrechen. Am Ende geht wohl kein Weg daran vobei: Newton lag richtig, Einstein lag falsch. Das ist natürlich hart, weil um Einstein ein solcher Fetisch aufgebaut wurde. Schade, aber da kann man nichts machen.
Le Commissaire 01.04.2019
2. Wird sich dunkle Materie in Äther auflösen?
Mich würde es ja nicht wundern, wenn sich die Idee der dunklen Materie so in Luft auflösen wird, wie sich vor mehr als 100 Jahren die Idee des Äthers in Luft aufgelöst hat. Ich finde es einfach etwas steil, alleine aufgrund der Rotationsgeschwindigkeit von Galaxien (oder hier von Sternenhaufen) auf eine völlig neue Art von Materie zu schließen, die in keinerlei Wechselwirkung zu unserer "normalen" Materie steht (außer natürlich der definitionsgeäßen Gravitation). Sofern es keine bessere Erklärung gibt, ist es natürlich legitim, einfach mal etwas anzunehmen, ich glaube einfach nur nicht an die Tragfähigkeit. Vielleicht ist ja die aktuelle Entdeckung der Anfang vom Ende der dunklen Materie.
deka88 01.04.2019
3. @1
Können sie da mal ein Beispiel nennen, ab wann bzw in welchem Fall sich beide Theorien Widersprechen? Ich bin jetzt kein Physiker, aber ich glaube, bisher hat es noch niemand geschafft, Einstein zu widerlegen.
Andraax 01.04.2019
4.
Zitat von Leser_01Das große Problem der Kosmologie ist, dass sich Quantenmechanik und Relativitätstheorie in Extremsituationen widersprechen. Die einzige Möglichkeit, um die Relativitätstheorie zu stützen, ist die Erfindung von Dunkler Materie, die sich bislang noch nirgendwo nachgeweisen ließ. Nun scheint jedoch auch diese Hilfskonstruktion zusammenzubrechen. Am Ende geht wohl kein Weg daran vobei: Newton lag richtig, Einstein lag falsch. Das ist natürlich hart, weil um Einstein ein solcher Fetisch aufgebaut wurde. Schade, aber da kann man nichts machen.
Newton's Gravitationsgesetz und die Allgemeine Relativitätstheorie (ART) widersprechen sich aber nicht, wohl aber ART und Quantenmechanik, wie Sie richtig schreiben. Das bereits bestätigte Higgs-Boson ist ein heißer Anwärter auf einen Vertreter der dunklen Materie. Sicher hat Einstein auch nicht die Weltformel gefunden, aber falsch lag er nach heutigem Wissensstand bestimmt auch nicht. Soweit ich das überblicke sind beide Galaxien ohne Dunkle Materie wohl Kugelsternhaufen - ob die dunkle Materie nur für flache Galaxien nötig ist?
s.l.bln 01.04.2019
5. Daß die Entdeckung...
Zitat von Le CommissaireMich würde es ja nicht wundern, wenn sich die Idee der dunklen Materie so in Luft auflösen wird, wie sich vor mehr als 100 Jahren die Idee des Äthers in Luft aufgelöst hat. Ich finde es einfach etwas steil, alleine aufgrund der Rotationsgeschwindigkeit von Galaxien (oder hier von Sternenhaufen) auf eine völlig neue Art von Materie zu schließen, die in keinerlei Wechselwirkung zu unserer "normalen" Materie steht (außer natürlich der definitionsgeäßen Gravitation). Sofern es keine bessere Erklärung gibt, ist es natürlich legitim, einfach mal etwas anzunehmen, ich glaube einfach nur nicht an die Tragfähigkeit. Vielleicht ist ja die aktuelle Entdeckung der Anfang vom Ende der dunklen Materie.
...von Galaxien, die scheinbar ohne dunkle Materie auskommen (oder wie man die Ursache dieser Gravitationseffekte sonst nennen mag), mag die These widerlegen, daß diese Materie für die Entstehung von Galaxien ursächlich ist. Das widerlegt aber längst nicht deren Existenz. Irgendwas muß die beobachteten Gravitationseffekte ja auslösen.
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