Könnte unsere Annahme über die Natur der Dunklen Materie falsch sein?

Der größte Teil der Masse im Universum besteht aus dunkler Materie. Woraus dies genau besteht, ist noch nicht geklärt. Astronomen bezweifeln, dass die früheren Annahmen über ihre Natur richtig sind.

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Die Wirkung von Gravitationslinsen ist in großen Galaxienhaufen viel häufiger als erwartet. Dies berichtet ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Massimo Meneghetti vom italienischen Institut für Astrophysik in Bologna in der Zeitschrift „Science“.

Der Unterschied zwischen Theorie und Beobachtung könnte auf Probleme bei den Standardsimulationsberechnungen oder auf falsche Annahmen über die Natur der mysteriösen dunklen Materie hinweisen, die den größten Teil der Masse im Universum ausmacht.

Astronomen verwenden kosmische Lupen

Gravitationslinsen sind ein Phänomen aus Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie: Mit ihrer Schwerkraft biegen große Massen den Raum und damit auch den Weg der Lichtstrahlen jener Objekte, die sich unmittelbar hinter einer so großen Massenansammlung in Sichtweite befinden.

Auf diese Weise können Galaxien, Galaxienhaufen und andere große Massen das Bild der dahinter liegenden Himmelskörper nicht nur verzerren, sondern auch wie eine Lupe vergrößern.

Astronomen verwenden diese natürlichen kosmischen Lupen, um entfernte Objekte zu untersuchen, die sonst nicht gesehen würden. Sie können auch verwendet werden, um die Massenverteilung in der Gravitationslinse selbst zu bestimmen.

Noch unklar, woraus dunkle Materie besteht

Sogenannte Dunkle Materie spielt häufig eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Gravitationslinsen. Diese noch nicht identifizierte Form der Materie ist im Kosmos etwa fünfmal häufiger als die bekannte Materie, aus der Sonne, Planeten und Menschen bestehen.

Dies ist aus ihren Auswirkungen der Schwerkraft ersichtlich. Der Name der Dunklen Materie kommt von der Tatsache, dass sie nicht mit elektromagnetischer Strahlung interagiert und daher kein Licht emittieren oder absorbieren kann. Woraus dunkle Materie besteht, ist noch unklar.

Meneghettis Team hatte elf große Galaxienhaufen untersucht – das sind Haufen verschiedener einzelner Galaxien, in diesem Fall jeweils Hunderte. Lokale Konzentrationen dunkler Materie im Galaxienhaufen können winzige Gravitationslinsen bilden, die das Gesamtbild der Gravitationslinse des Galaxienhaufens verändern.

Gravitationslinsen sind in Galaxienhaufen viel häufiger

Die detaillierte Analyse von Bildern aus dem Weltraumteleskop „Hubble“ und dem „Very Large Telescope“ des European Southern Observatory (ESO) zeigt, dass solche kleinen Gravitationslinsen in den untersuchten Galaxienhaufen etwa zehnmal häufiger vorkommen als Simulationen vorhersagen.

Die Forscher können diese große Abweichung nicht mit bekannten Faktoren erklären. Entweder ist die Simulation der Wechselwirkung zwischen normaler und dunkler Materie im Galaxienhaufen falsch oder die Annahmen über die Natur der dunklen Materie sind falsch, schreibt das Team. (ff / dpa)