Die Natur der Dunklen Materie: komplizierter als vermutet

Galaxienhaufen gehören zu den größten Strukturen des Universums. Außer Tausenden von Galaxien und interstellarem Gas enthalten sie auch Dunkle Materie, die etwa 27 Prozent der Gesamtmasse des Kosmos ausmacht. Jedenfalls vermutet man das unter anderem aufgrund der Art und Weise, wie Galaxien rotieren. Aus aktuellen kosmologischen Modellen (insbesondere dem Standard-ΛCDM-Modell) ergibt sich, dass es im Zentrum des Galaxienhaufens einen sehr dichten Kern geben müsste, eine überschwere Galaxie, die sich fest im Zentrum befindet, ohne sich zu bewegen.

Das scheint in der Realität jedoch nicht der Fall zu sein, wie ein Forscherteam herausgefunden hat. Zumindest bei den zehn Galaxienhaufen, die David Harvey vom Laboratory of Astrophysics der EPFL und seine Kollegen in Frankreich und Großbritannien untersucht haben, ist die Dichte des Zentrums deutlich niedriger als erwartet – und die Galaxie dort bewegt sich. Tatsächlich zeigen Simulationen mit zum Standardmodell alternativen Theorien, dass nach der Bildung eines Galaxienhaufens die Zentralgalaxie noch länger „wackeln“, also sich hin- und herbewegen kann wie ein Pudding. Im Standardmodell hingegen kommt diese Bewegung nicht vor, weil die enorme Dichte der Dunklen Materie im Zentrum des Haufens die Zentralgalaxie fest in der Hand hält.

Insofern sieht es danach aus, als reiche das Standardmodell mit seiner kalten Dunklen Materie für die Erklärung der Eigenschaften von Galaxienhaufen nicht aus. Die Forscher wollen ihre Beobachtungen nun mit weiteren Daten füttern. Damit wollen sie nicht nur ihre Erkenntnisse bestätigen, sondern sie hoffen auch herauszufinden, ob das Phänomen sich tatsächlich nur mit komplett neuer Physik erklären lässt.

Zahllose Galaxien bilden den Fornax-Cluster; einige sind im Bild nur als Lichtpunkte erkennbar, andere dominieren den Vordergrund (Bild: ESO/A. Grado und L. Limatola)

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