Das rätselhafte Leuchten gibt Rätsel auf. Ein Forscher der Universität Tokio sagt, es könnte der erste direkte Blick der Menschheit auf dunkle Materie sein.
Eine neue Studie der Universität Tokio meldet: Das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA hat ein Leuchten im Zentrum der Milchstraße registriert. Es ähnelt stark dem Signal, das Forschende seit Langem erwarten würden, wenn sich Teilchen der Dunklen Materie miteinander stoßen und gegenseitig vernichten.
Bestätigt sich das, wäre es einer der größten Durchbrüche der modernen Physik.
Anfang der dreißiger Jahre beobachtete der Schweizer Astronom Fritz Zwicky Galaxien, die sich viel schneller bewegten, als es ihre sichtbare Masse zuließ. Etwas Unsichtbares, später als Dunkle Materie bezeichnet, schien sie zusammenzuhalten.
„Dunkle Materie ist der unsichtbare Kitt, der das Universum zusammenhält. Dieses rätselhafte Material ist überall um uns herum und macht den größten Teil der Materie im Universum aus“, erklärte die NASA.
Seit Jahrzehnten lässt sich ihre Existenz nur indirekt erkennen: an verzerrten Galaxien und gebogenem Licht. Weil Dunkle Materie nicht mit der elektromagnetischen Kraft wechselwirkt, sendet, absorbiert oder reflektiert sie kein Licht. Sie ist da, aber wir sehen sie nicht.
Das könnte sich nun ändern.
Auf Basis neuer Messungen mit dem Fermi-Teleskop meint Professor Tomonori Totani von der Universität Tokio, Gammastrahlung gefunden zu haben, die bei der Vernichtung hypothetischer WIMP-Teilchen entsteht. WIMPs (schwach wechselwirkende, massereiche Teilchen).
Die Ergebnisse erschienen am Dienstag, dem 25. November, im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Der Gammastrahlen-Halo, den es nicht geben sollte
„Wir haben Gammastrahlung mit einer Photonenergie von 20 Gigaelektronenvolt (also 20 Milliarden Elektronenvolt, eine extrem hohe Energiemenge) gemessen. Sie erstreckt sich in einer haloförmigen Struktur zum Zentrum der Milchstraße. Die Emission passt sehr genau zu der Form, die man für den Halo der Dunklen Materie erwartet“, sagte Totani.
Muster, Stärke und Verteilung der Strahlung in einem Halo um das Zentrum der Milchstraße stimmen fast perfekt mit den Vorhersagen für WIMP-Kollisionen überein.
Nach Totanis Analyse entspricht die abgeleitete Masse der Teilchen rund 500-mal der Protonenmasse und deckt sich mit langjährigen theoretischen Erwartungen.
Wichtig ist auch: Das Signal passt nicht zu Emissionen bekannter Himmelsquellen wie Pulsaren, Supernova-Überresten oder anderen typischen Gammastrahlenquellen.
„Wenn das stimmt, wäre es nach meinem Kenntnisstand das erste Mal, dass die Menschheit Dunkle Materie ‚sieht‘. Und offenbar handelt es sich um ein neues Teilchen, das im derzeitigen Standardmodell der Teilchenphysik nicht vorkommt. Das wäre ein großer Schritt für Astronomie und Physik“, sagte Totani.
Weitere Forschung nötig
Die Entdeckung ist jedoch noch nicht bestätigt.
Unabhängige Teams müssen die Daten prüfen. Forschende werden ähnliche Gammastrahlen-Signaturen anderswo suchen, besonders in Zwerggalaxien, die reich an Dunkler Materie sind.
„Das könnte gelingen, wenn weitere Daten hinzukommen. Dann gäbe es noch stärkere Hinweise darauf, dass die Gammastrahlung von Dunkler Materie stammt“, ergänzte Totani.