Dunkle Materie Astronomen erspähen nackte Galaxien

Galaxien scheinen auch ohne mysteriöse "dunkle Materie" vernünftig rotieren zu können. Das bringt Astronomen in Erklärungsnot: Bislang lässt sich die Geburt von Welteninseln nur mit dem finstren Stoff vernünftig beschreiben.


Hubble-Aufnahme eines Galaxienhaufens: Dominierende Dunkelheit
NASA/ STScI

Hubble-Aufnahme eines Galaxienhaufens: Dominierende Dunkelheit

Im Dunkeln zu stöbern gehört für Astronomen zum täglichen Geschäft - schließlich sind genug der leuchtenden Objekte im Universum nur schwer auszumachen. In den vergangenen 25 Jahren mussten die Forscher aber auch lernen, dass selbst kalte, dunkle Ecken des Weltalls keineswegs leer und uninteressant sein müssen.

Vielerorts dürfte ein exotisches, nicht-leuchtendes Material das Geschehen bestimmen, die so genannte dunkle Materie. Nur mit ihrer Hilfe können die Gravitationskräfte erklärt werden, die scheinbar ohne erkennbaren Grund Materie zum Verklumpen bringen und ganze Galaxien entstehen lassen.

Oder auch nicht: Ein internationales Astronomenteam ist jetzt auf einen eigentlich alltäglichen Galaxientyp gestoßen, dem die dunkle Materie offensichtlich abhanden gekommen ist. Ihre Ergebnisse haben die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Science" veröffentlicht.

Demnach fehlt den beobachteten Galaxien ein charakteristischer Ring aus dunkler Materie, der die Sternansammlungen theoretisch umgeben müsste. Denn nur mit der zusätzlichen Gravitationskraft der unsichtbaren Materie konnte bislang begründet werden, warum in vielen zuvor untersuchten Galaxien alle Sterne etwa gleich schnell rotieren - unabhängig von ihrem Abstand zum Zentrum.

Denn eigentlich lautet die Regel: Je weiter sich ein Stern vom Mittelpunkt einer Galaxie entfernt, desto langsamer rotiert er - so wie es Pluto, der äußerste Planet unseres Sonnensystem, weitaus gemächlicher angehen lässt als die Erde. Und so, wie es die Keplerschen Gesetze seit Jahrhunderten verlangen.

Auf der Suche nach diesem Effekt hatte das Forscherteam um Aaron Romanowsky von der University of Nottingham seine Teleskope auf drei elliptische Galaxien gerichtet. Anders als bei bisherigen Studien konzentrierten sich die Wissenschaftler dabei nicht auf besonders helle und einfach zu untersuchende Galaxien, sondern auf eher durchschnittliche Exemplare. In diesen Sternansammlungen beobachteten die Astronomen neblige Gebilde, die besonders weit vom Zentrum entfernt waren.

Als die Forscher die Geschwindigkeiten dieser Objekte ermittelten, erlebten sie eine Überraschung: Das Tempo der etwa 300 untersuchten Nebel nahm mit steigendem Abstand rasch ab - ganz so, als sei der Großteil der Galaxienmasse im Zentrum konzentriert.

"Offensichtlich sind wir auf 'nackte Galaxien' gestoßen, in denen keine unsichtbare Materie die äußeren Bereiche zum Rotieren bringt", schreiben die Wissenschaftler in "Science". Das allerdings widerspricht den derzeitigen Theorien zur Entstehung von Galaxien, die ohne Ringe aus dunkler Materie nicht richtig funktionieren. "Augenscheinlich fehlt in den Rezepten der Galaxienbildung noch ein wichtiger Schuss unbekannter Physik", so Romanowsky.

Ein Erklärungsversuch: Möglicherweise ist die dunkle Materie durch Kontakt mit anderen Galaxien abhanden gekommen, wobei dies für die beobachteten Welteninseln eher unwahrscheinlich ist. Die Astronomen wollen nun die Zahl der untersuchten Nebel deutlich steigern - um aus den schwach leuchtenden Strukturen mehr über die alles dominierende Dunkelheit zu erfahren.

Alexander Stirn



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