Galaxien bringen Modell der Dunklen Materie ins Wanken

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Symbolbild: Hubble-Aufnahme der Spiralgalaxie Messier 101.

Copyright: NASA/ESA

Cleveland (USA) – Neue Beobachtungen ferner Spiralgalaxien haben ergeben, dass darin die Verteilung von Sternen und Gasen – also der darin vorhandenen sichtbaren Materie – in einem ausgewogenen Verhältnis zu der von Gravitation erzeugten Umlaufgeschwindigkeit steht. Das jedoch widerspricht früheren Beobachtungen, die bislang nur unter Zuhilfenahme der Vorstellung von Dunkler Materie in den Galaxien erklärt werden konnten. Die Forscher selbst sprechen sogar schon von der Entdeckung eines neuen Naturgesetzes.

Bereits in den 1970er Jahren stellten Vera Rubin und Albert Bosna unabhängig voneinander fest, dass wenn die Masse in Galaxien wie die sichtbaren Sterne verteilt wäre, die Umlaufgeschwindigkeit in den Außenbezirken von Spiralgalaxien mit zunehmender Entfernung vom Zentrum abnehmen sollte. Stattdessen fanden Rubin und Kollegen mit der Entfernung fast gleich bleibende Umlaufgeschwindigkeiten, mit typischen Rotationskurven-Werten um 200 km/s. Zusammen mit ähnlichen Resultaten aus Radiomessungen der 21cm-Linie des atomaren Wasserstoffs waren Rubins Ergebnisse die stärksten Anzeichen für die Existenz sogenannter Dunkler Materie in bzw. um normalen Galaxien.

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Jetzt jedoch berichtet ein Astronomenteam unter Stacy McGaugh von der Case Western Reserve University in einer kommenden Ausgabe des Fachjournals „Physical Review Letters“ und vorab via ArXiv.org, von ihrer Entdeckung eines neuen Verhältnisses zwischen Masse und der Umlaufgeschwindigkeiten in unregelmäßigen und Spiralgalaxien: Die hier beobachteten Umlaufgeschwindigkeiten stimmen mit den Werten der Gravitation der sichtbaren Materie überein.

Dieses ausgeglichene Verhältnis haben die Astronomen nun bereits in 153 Galaxien – darunter Riesen- und Zwerggalaxien, Galaxien mit massereichen zentralen Bulgen und ohne – nachweisen können. Zudem fanden sie das 1:1-Verhätnis sowohl in Galaxien, die entweder hauptsächlich aus Sternen bestehen als auch in jenen, deren Hauptanteil Gase bilden. Das beschriebene Verhältnis, so zeigen sich die Autoren der Studie überzeugt, sei gleichbedeutend mit der Entdeckung eines neue Naturgesetzes.

Auch unabhängige Kollegen zeigen sich von den Ergebnissen des Teams um McGaugh fasziniert: „Bislang wurden die Rotationskurven von Galaxien lediglich mit einer mehr oder weniger improvisierten Hypothese erklärt, in dem man postulierte, Galaxien seien von Dunkler Materie umgeben“, kommentiert Professor David Merrit vom Rochester Institute of Technology und führt weiter aus: „Das nun von McGaugh und Kollegen entdeckte Verhältnis ist eine wirklich ernstzunehmende Infragestellung dieser Hypothese, da es zeigt, dass die Rotationskurven sehr genau auch alleine von der Verteilung normaler Materie bestimmt werden können. Nichts im bisherigen kosmologischen Standardmodell erklärt dieses Verhältnis, ohne dass die Hypothese von der Dunklen Materie gänzlich über Bord geworfen wird.“

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