Hubble entdeckt erste Galaxie im nahen Universum gänzlich ohne Dunkle Materie


Hubble-Aufnahme der „durchsichtigen“ Galaxie NGC 1052-DF2, in der es keine Dunkle Materie zu geben scheint.
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Copyright: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

New Haven (USA) – Ein internationales Astronomen-Team hat mit dem Weltraumteleskop „Hubble“ erstmals eine Galaxie in unserer kosmischen Nachbarschaft entdeckt, in der es kaum bis gar keine Dunkle Materie zu geben scheint. Damit widerspricht die Existenz dieser Galaxie den bisherigen Theorien zur Galaxienentstehung.

Wie das Team um Pieter van Dokkum von der Yale University aktuell im Fachjournal „Nature“ (DOI: 10.1038/nature25676) berichtet, befindet sich die Galaxie 65 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Obwohl sie deutlich größer ist als unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, beinhaltet sie zugleich jedoch 250 Mal weniger Sterne und wird deshalb als eine sehr diffuse Galaxie (engl. ultra diffuse galaxy, UDG) kategorisiert.

„Dieses Ding ist wirklich erstaunlich: Ein gigantischer Flecken, in dem es so wenige Sterne gibt, dass man hindurch dahinterliegende Galaxien sehen kann (s. Abb.)“, zeigt sich Dokkum erstaunt.

Anhand von Vermessungen der Galaxienmasse, stellten die Astronomen fest, dass NGC 1052-DF2 selbst eine Masse aufweist, die in etwa der ihrer eigenen Sterne entspricht. Damit besitzt die Galaxie rund 400 Mal weniger Dunkle Materie als dies für eine Galaxie dieser Masse eigentlich vorhergesagt wird. „Möglicherweise könnte sie sogar überhaupt keine Dunkle Materie besitzen“, so die Autoren des Fachartikels.

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Eine Galaxie ohne Dunkle Materie wird jedoch von keiner bekannten Theorie zur Verteilung von Dunkler Materie und ihrem Einfluss auf die Galaxienentstehung vorhergesagt: „Dunkle Materie wird für gewöhnlich als wesentlicher Bestandteil aller Galaxien betrachtet. Sie ist sozusagen der Klebstoff, der Galaxien zusammenhält und bildet das zugrundeliegende Gerüst der Galaxienentstehung“, erläutert die Mitautorin der Studie Allison Merritt von der Yale University und dem Max-Planck-Institut für Astronomie und führt dazu weiter aus: „Diese unsichtbare, mysteriöse Substanz gilt bei Weitem als der dominierende Aspekt einer jeden Galaxien. Der Umstand, dass wir nun eine Galaxie gänzlich ohne Dunkle Materie entdeckt haben kommt absolut unerwartet und stellt die Standardideen darüber wie Galaxien überhaupt funktionieren in Frage.“

Wie die Wissenschaftler weiter erläutern, gibt es bislang keine Theorie, die einen solchen Galaxientypus vorhersagt oder erklärt, wie sie überhaupt entstehen könnten. Zugleich wiederspreche die Existenz einer solchen Galaxie aber auch jenen Theorien, die das Universum ohne Dunkle Materie zu erklären versuchen: „Die Entdeckung von NGC 1052-DF2 zeigt lediglich, dass Dunkle Materie auf irgendeine Weise auf von Galaxien getrennt sein kann. Das wiederum ist nur dann zu erwarten, wenn Dunkle Materie an gewöhnliche Materie einzig und alleine durch die Schwerkraft gebunden ist.“

Wenn natürlich noch spekulativ, so haben die Forscher aber zugleich auch schon Ideen formuliert, die die fehlende Dunkle Materie in NGC 1052-DF2 erklären können: So könnte es beispielsweise zu kataklysmischen Ereignissen wie der Geburt mehrerer massereicher Sterne gekommen sein, die sämtliche Gase und Dunkle Materie hinweggefegt haben. Auch könnte die nahegelegene elliptische Galaxie NG 1052 vor Jahrmilliarden eine Rolle im Mangel an Dunkler Materie in NGC 1052-DF2 gespielt haben.

Dennoch, so gestehen auch die Autoren der Studie abschließend ein, könne all dies noch nicht erklären, wie NGC 1052-DF2 überhaupt entstanden sei. Um diese Frage zu klären, suchen die Astronomen schon jetzt nach weiteren, an Dunkler Energie armen Galaxien.

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