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Dieses Bild machte Weltraumteleskop Hubble von der Galaxie NGC 1052-DF2. Da sie transparent ist, sind auch dahinterliegende Galaxien zu sehen.
Dieses Bild machte Weltraumteleskop Hubble von der Galaxie NGC 1052-DF2. Da sie transparent ist, sind auch dahinterliegende Galaxien zu sehen.(Foto: P. van Dokkum; R. Abraham; STScI, Space Telescope Science Institute)
Mittwoch, 28. März 2018

"Ein komplettes Rätsel": Galaxie ohne Dunkle Materie entdeckt

Jahrzehntelang gehen Forscher davon aus, dass Galaxien ihr Leben als Klumpen aus Dunkler Materie beginnen. Jetzt stellt ein mysteriöser Fund diese Theorie infrage. Galaxie NGC 1052-DF2 ist durchsichtig, ohne Dunkle Materie und sehr merkwürdig.

Eine fast durchsichtige Galaxie ohne Dunkle Materie verblüfft Astronomen: Der Fund des kosmischen Leichtgewichts stellt die gängigen Vorstellungen zur Galaxienentwicklung infrage. Das Team um Pieter van Dokkum von der Yale-Universität in New Haven (US-Staat Connecticut) berichtet im Fachblatt "Nature" über seine Entdeckung. "Die Galaxie ist ein komplettes Rätsel", betont van Dokkum in einer Mitteilung. "Alles an ihr ist merkwürdig."

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Die mysteriöse Dunkle Materie ist der häufigste Stoff im Universum. Von ihr gibt es im All mehr als fünfmal so viel wie von der uns vertrauten Materie, aus der Sonne, Erde, Häuser, Bäume und Menschen bestehen. Forscher haben bislang kein Indiz, woraus die Dunkle Materie besteht, denn sie sendet kein Licht aus, verschluckt auch keines und macht sich nur über ihre Schwerkraft bemerkbar. So rotieren beispielsweise Galaxien in der Regel viel zu schnell, um allein von der Schwerkraft ihrer Sterne und Gaswolken zusammengehalten zu werden.

"Dieses Ding ist erstaunlich"

Auf genau diese Weise entdeckten die Astronomen auch, dass mit der jetzt untersuchten Galaxie etwas nicht stimmt. Das Objekt mit der Katalognummer NGC 1052-DF2 gehört zu der erst vor wenigen Jahren identifizierten Klasse der ultradiffusen Galaxien. Es ist ungefähr so groß wie unsere eigene Galaxie, die Milchstraße, hat aber zweihundert Mal weniger Sterne. "Dieses Ding ist erstaunlich", betont Forschungsleiter van Dokkum. "Ein gigantischer Klumpen, durch den man hindurchschauen kann. So schütter, dass man alle Galaxien dahinter sehen kann. Buchstäblich eine durchsichtige Galaxie."

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Die Forscher hatten die 65 Millionen Lichtjahre entfernte ultradiffuse Galaxie mit einem Spezialteleskop namens Dragonfly entdeckt und dann mit anderen Instrumenten weiter untersucht. Mit dem W.M.-Keck-Teleskop auf Hawaii ließ sich die Bewegung von zehn Kugelsternhaufen in der Galaxie messen. Zur Überraschung der Forscher bewegen sie sich viel langsamer als erwartet. Und je langsamer sich Objekte in einer Galaxie bewegen, desto weniger Dunkle Materie besitzt diese.

Die Berechnungen zeigten, dass die Bewegungen der Kugelsternhaufen sich quasi komplett durch die Schwerkraft der sichtbaren Materie erklären lassen. "Wenn es dort Dunkle Materie gibt, dann sehr wenig", berichtet van Dokkum. Die ultradiffuse Galaxie kann demnach maximal ein Vierhundertstel der erwarteten Menge an Dunkler Materie besitzen, also nahezu keine. "Eine Galaxie ohne Dunkle Materie ist unerwartet. Denn diese unsichtbare, rätselhafte Substanz ist der beherrschende Aspekt jeder Galaxie", erläutert der Forschungsleiter.

Dunkle Materie: real und unabhängig

Die Entdeckung stelle die gängigen Vorstellungen der Galaxienentwicklung auf den Prüfstand, betonen die Forscher. "Jahrzehntelang haben wir gedacht, dass Galaxien ihr Leben als Klumpen aus Dunkler Materie beginnen", erklärt van Dokkum. "Erst danach passiert alles andere: Gas fällt in den Hof aus Dunkler Materie, das Gas wird zu Sternen, die langsam zunehmen, und schließlich hat man eine Galaxie wie die Milchstraße." Möglicherweise gebe es mehr als einen Weg, Galaxien zu formen.

Über die Ursache der Dunkle-Materie-Armut können die Forscher nur spekulieren. Messungen des Gemini-Telskops, ebenfalls auf Hawaii, zeigten, dass die diffuse Galaxie sich derzeit nicht in einer engen Wechselwirkung mit einer anderen Galaxie des Haufens befinde, in dem sie beheimatet ist. Möglicherweise habe das Wachstum der dominanten Galaxie dieses Haufens eine Rolle gespielt, oder ein umwälzendes Ereignis in der diffusen Galaxie selbst.

Die Beobachtung sei aber kein Gegenargument für die Existenz der Dunklen Materie, betont van Dokkum: "Die Entdeckung zeigt, dass Dunkle Materie real ist - sie besitzt ihre eigene, unabhängige Existenz, getrennt von den anderen Komponenten von Galaxien." Die Astronomen hoffen nun, unter den ultradiffusen Galaxien weitere ohne Dunkle Materie zu finden, um das Phänomen besser zu verstehen.

Quelle: n-tv.de