Astronomie: Dunkle Materie könnte mysteriösen Gammastrahlenüberschuss erklären
Aus dem Zentrum der Milchstraße kommt mehr Gammastrahlung als vorhergesagt. Dunkle Materie ist als Ursache nach Simulationen etwas wahrscheinlicher geworden.
Die Milchstraße über dem Very Large Telescope (VLT)
(Bild: ESO/Y. Beletsky)
Diffus glühende Gammastrahlung aus dem Zentrum der Milchstraße könnte den lange gesuchten experimentellen Nachweis für Dunkle Materie liefern, dafür braucht es aber ein bislang nur geplantes neues Observatorium. Das zumindest erklärt eine internationale Forschungsgruppe, die vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) geleitet wurde. Deren Simulationen legen demnach nahe, dass es für einen Überschuss an Gammastrahlen aus der Milchstraße nur zwei mögliche Erklärungen gibt. Die eine passt demnach nicht zu bisherigen Beobachtungen, die andere besagt, dass sich gegenseitig auslöschende Teilchen Dunkler Materie dafür verantwortlich sind. Letztere habe man damit weiter untermauert, aber weiterhin nicht bestätigen können.
Zwei mögliche Erklärungen
Laut der Forschungsgruppe wird schon länger vermutet, dass die gegenseitige Auslöschung (oder Annihilation) von Dunkler Materie eine Quelle von mysteriöser Gammastrahlung aus dem Herzen der Milchstraße sein könnte. Deren räumliche Verteilung habe aber bisher nicht zu den Theorien gepasst. Neue Simulationen von Galaxien, die in einer ähnlichen Umgebung wie der Milchstraße existieren, hätten dann aber genau diese Muster zutage gefördert. Dunkle Materie wäre demnach nicht gleichmäßig verteilt, sondern eher so angeordnet wie Sterne und für die überschüssige Strahlung verantwortlich. Die zweite Theorie führt den "Gammastrahlenüberschuss" demnach auf Millisekundenpulsare zurück. Von diesen ultradichten Neutronensternen müsste es aber mehr geben, als bislang entdeckt wurden. Die Arbeit wurde in den Physical Review Letters veröffentlicht.
Welche der beiden Theorien die überschüssige Gammastrahlung erklärt, könne mit gegenwärtigen Teleskopen aber nicht geklärt werden, ergänzt die Johns Hopkins University, wo Beteiligte an der Studie forschen. Eine Antwort könnte demnach vom Cherenkov Telescope Array kommen, das derzeit vorbereitet wird. Das soll über die Beobachtung von Tscherenkow-Blitzen in der Erdatmosphäre Rückschlüsse auf kosmische Gammastrahlung liefern. Die Technik dafür soll an zwei Standorten in Chile und auf La Palma errichtet werden. Die damit gesammelten hochaufgelösten Daten könnten den entscheidenden Beitrag für die Klärung der Frage liefern, ob tatsächlich Teilchen Dunkler Materie für die Strahlung verantwortlich sind. Sollten diese ergeben, dass die Strahlung niedrige Energien aufweist, würde das dafür sprechen, hohe Energien würden dagegen auf die Millisekundenpulsare als Quelle weisen.
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Die Frage nach der Natur der Dunklen Materie gehört gegenwärtig zu den wichtigsten der Grundlagenphysik. Dass es sie geben muss, wurde auf Basis astronomischer Beobachtungen postuliert, bei denen Sternenbewegungen gemessen wurden, die sich mit der bekannten Materie und deren Gravitation nicht ausreichend erklären lassen. Insgesamt sollte es demnach fünfmal mehr Dunkle Materie im Kosmos geben als klassische. Noch mehr entfällt auf die nicht weniger rätselhafte Dunkle Energie. Gegenwärtig wird auf ganz unterschiedlichen Wegen nach den Teilchen gefahndet, aus denen sie bestehen könnten. So läuft am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg das "Licht-durch-die-Wand-Experiment" ALPS II genau mit diesem Ziel. Ein experimenteller Nachweis steht aber weiterhin aus und deshalb besteht weiterhin Raum für radikalere Theorien.
(mho)
