"Sturm" Dunkler Materie kreuzt unser Sonnensystem

17. November 2018, 18:00
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2017 entdeckter Strom aus Gas, Sternen und Dunkler Materie könnte helfen, deren Struktur aufzuklären

Saragossa/Wien – Ihre Bezeichnung wurde gut gewählt: Denn um was es sich bei Dunkler Materie tatsächlich handelt, liegt wissenschaftlich nach wie vor im Dunkeln. Zwar geht die Astrophysik seit langem davon aus, dass es viermal mehr Dunkle Materie als normale Materie im Universum gibt.

Warum Galaxien nicht desintegrieren

Dennoch wissen Forscher wenig Konkretes. Sie nehmen an, dass die Dunkle Materie quasi überall vorkommt – in unserer Milchstraße ebenso wie in Zwerggalaxien. Ihr Einfluss erklärt, warum Galaxien zusammenhalten. Vermutlich sorgt sie auch für die Bewegung von Sternansammlungen in unserer kosmischen "Nachbarschaft".

Forscher spekulieren, dass es auch in unserer Milchstraße unzählige Ströme aus Dunkler Materie gibt. Man geht davon aus, dass sie entstanden, nachdem benachbarte Zwerggalaxien durch den Schwerkrafteinfluss unserer Galaxie zerrissen wurden. Einige dieser übriggebliebenen Ströme aus Gas, Sternen und Dunkler Materie seien so groß, dass man sie mit den entsprechenden Instrumenten auch am Himmel detektieren kann, sagt der Physiker Ciaran O'Hare (Universität Saragossa), der mit Kollegen im Fachblatt "Physical Review D" über einen vermutlich besonders interessanten Strom aus Dunkler Materie berichtet.

Ein "Sturm" mit 500 Kilometern pro Sekunde

Wie Astronomen bereits im Vorjahr herausfanden, kreuzt der sogenannte S1-Strom nämlich den Weg unseres Sonnensystems in der Milchstraße. Konkret bewegt sich dieser beeindruckende Strom von 30.000 Sternen und – wie angenommen wird – noch viel mehr Dunkler Materie auf der fast gleichen elliptischen Bahn durch die Milchstraße.

illustration: nasa / jpl-caltech / r. hurt (ssc/caltech)
Künstlerische Darstellung eines Stroms Dunkler Materie, der sich mit der Bahn unseres Sonnensystems in der Milchstraße schneidet.

Ciaran O'Hare und seine Kollegen wollen nun herausgefunden haben, dass sich dieser Sturm mit 500 Kilometern pro Sekunde durch die Milchstraße bewegt, was ziemlich schnell ist. Zum Vergleich: Unser Sonnensystem dreht sich mit etwa der halben Geschwindigkeit – rund 240 Kilometern pro Sekunde – um das Zentrum der Milchstraße.

Missverständliche Formulierungen

Das würde mit anderen Worten bedeuten, dass unser Sonnensystem einem nur indirekt nachweisbaren Wind oder eigentlich Sturm aus Dunkler Materie ausgesetzt ist. In einem Begleittext versteigen sich Astronomen gar dazu, von einem Hurrikan zu schreiben, was prompt zu einigen Missinterpretationen und besonders reißerischen Überschriften führte, wie der Astronomie-Blogger Florian Freistetter nicht ganz unbegründet kritisierte.

illustration: c. o'hare, nasa/jon lomberg
Schematische Darstellung des S1-Stroms. Die gelben Pfeile markieren die Bewegungen von Sternen in ihm, orange eingefärbt ist die Bahn unserer Sonne.

Tatsächlich ist dieser Sturm aus Dunkler Materie ganz gewiss harmloser für uns Erdenbewohner als jeder Wirbelsturm. Wir bemerken davon nämlich rein gar nichts. Doch umgekehrt bietet der S1-Strom eine unvorhergesehene Möglichkeit, Licht ins Dunkel der Dunklen Materie zu bringen: Denn eigentlich sollten dank des S1-Stroms besonders viele der rätselhaften Teilchen Dunkler Materie durch unser Sonnensystem wehen, was deren Nachweis erleichtern würde.

WIMPs und Axionen

Genau das haben O'Hare und sein Team auf Basis bisheriger Annahmen zur Teilchenstruktur der Dunklen Materie errechnet. Forscher gehen davon aus, dass es sich dabei zum einen um "Weakly Interacting Massive Particles" (WIMPs) handeln könnte oder zum anderen um Axionen. Auch diese Teilchen haben bis jetzt rein hypothetischen Charakter, man nimmt aber an, dass sie deutlich leichter sind als WIMPs.

Laut den Berechnungen des Forscherteams sind heutige Detektoren, die nach WIMPs suchen, vermutlich ohne Chance, diese schnellen Teilchen zu registrieren. Besser sieht es bei den Axionen aus. Die könnten tatsächlich in die von den Physikern aufgestellten "Fallen" gehen. Voraussetzung ist natürlich, dass es diese Teilchen auch tatsächlich gibt. (tasch, 17.11.2018)

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