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Rätselhafte Dunkle Materie : Das anhaltende Drama

  • -Aktualisiert am

Wie jede Spiralgalaxie so soll auch der Andromedanebel (M31) von einem Halo aus Dunkler Materie umgeben sein. Bild: STScl

Noch immer tappt man bei der Suche nach den ominösen Wimps im Dunkeln. Auch das Weltraumteleskop hat nach fünf Jahren intensiver Fahndung keine Hinweise auf diese Teilchen der Dunklen Materie gefunden. Die Forscher sind ratlos.

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          Die bislang umfangreichste Suche mit dem amerikanischen Weltraumteleskop Fermi hat ebenfalls keine Spur von den mysteriösen Teilchen der Dunklen Materie zutage gebracht. Mattia Fornasa von der Universität in Amsterdam und seine Kollegen haben die während sechs Jahren gesammelten Beobachtungsdaten des „Large Area Telescope“ (LAT) an Bord von Fermi nach Hinweisen auf „Wimps“ ausgewertet - jedoch ohne Erfolg. Seit dem Start des Fermi-Satelliten im Jahr 2008 durchforstet das Instrument den Himmel im Licht der energiereichen Gammastrahlung. „Unsere Messungen zeigen, dass der Raum für Gammastrahlung, die von der Dunklen Materie erzeugt wird, eng wird“, fasst Fornasa die in der Zeitschrift „Physical Review D“ veröffentlichten Ergebnisse seiner Gruppe zusammen.

          Himmelskarte im Gammalicht aufgenommen mit dem LAT-Spektrometer des Fermi-Weltraumteleskops. Der gelb-rötliche Band ist die Milchstraße mit ihren hellen Gammastrahlungsquellen.

          Astronomen sind davon überzeugt, dass der Großteil der Materie des Universums aus einem unsichtbaren Stoff besteht, der nicht von den bekannten Elementarteilchen der normalen Materie gebildet wird. Diese Dunkle Materie ist unter anderem dafür verantwortlich, dass Galaxien nicht infolge ihrer Rotation auseinanderbrechen. Doch bislang sind alle Versuche gescheitert, die als Wimps („Weakly Interacting Massive Particles“) bezeichneten, bislang hypothetischen schwach wechselwirkenden, massiven Teilchen der Dunklen Materie aufzuspüren.

          Die Jagd nach den Wimps

          In unterirdischen Experimentierhallen wird beispielsweise versucht, die vermutlich extrem selten auftretenden Zusammenstöße der Wimps mit Atomkernen nachzuweisen. Selbst der empfindlichste Apparat dieser Art, das „Large Underground Xenon Experiment“ (Lux) in South Dakota, hat bislang keine dieser Kollisionen zwischen normaler und Dunkler Materie zweifelsfrei registrieren können.

          Der fluktuierende Gammahintergrund wird erst so richtig deutlich, wenn man das helle Band der Milchstraße durch einen grauen Streifen herausfiltert.

          Die Forscher um Fornasa sind bei ihrer Suche mit dem Fermi-Teleskop von der Annahme ausgegangen, dass Wimps allgegenwärtig sind und daher gelegentlich auch untereinander zusammenstoßen. Je zwei kollidierende Wimps sollten zu reiner Energie zerstrahlen, wobei unter anderem Gammastrahlung freigesetzt würde. Die Auswertung der Daten zeigt, dass Gammastrahlung die Erde tatsächlich aus allen möglichen Himmelsrichtungen erreicht. Allerdings stammt diese Strahlung - so die Wissenschaftler um Fornasa - ziemlich sicher nicht von der Dunklen Materie.

          Neue Theorien gesucht

          Der größte Teil werde in der Milchstraßengalaxie von sogenannten Pulsaren, den schnell rotierenden „Leichen“ ausgebrannter Riesensterne, erzeugt sowie von Supernovaexplosionen. Ein weiterer Teil stammt von massereichen Schwarzen Löchern, die in den Zentren weit entfernter Galaxien sitzen. Für eine Komponente dieses zweiten, extragalaktischen Anteils der kosmischen Gammastrahlung fehlt den Forschern aber noch eine zufriedenstellende Erklärung. Allerdings passen die Eigenschaften der Strahlung nicht zu dem, was man für die Zerstrahlung von Wimps eigentlich erwartet.

          Die jüngsten Ergebnisse werden die Astronomen wohl aber nicht von ihrer Vorstellung über die Natur der Dunklen Materie abbringen, dazu zeigt sich ihre Präsenz etwa bei der Bewegung der Galaxien zu deutlich. Sollten sich allerdings die Negativresultate beider Suche nach den Wimps fortsetzen, wird man sich eine andere Erklärung für die unser Universum dominierende Materieform einfallen lassen müssen.

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