Astronomie: Angeblich erster direkter Nachweis von Dunkler Materie

close notice

This article is also available in English. It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Don’t show this again.

Einem japanischen Astronomen ist angeblich der erste direkte Nachweis von Dunkler Materie gelungen, mindestens handle es sich aber um den bislang überzeugendsten Kandidaten. Das berichtet Tomonori Totani von der Fakultät für Astronomie der Universität Tokio in einem wissenschaftlichen Fachartikel und in Stellungnahmen gegenüber Medien. Entdeckt hat er die Spur demnach in Daten des Weltraumteleskops Fermi für Gammaastronomie der NASA. Das habe aus einer Halo-artigen Struktur in Richtung des Milchstraßenzentrums besonders energiereiche Gammastrahlung entdeckt, die sehr gut zu jener passe, die Dunkle Materie produzieren sollte. An der Behauptung gibt es aber bereits Kritik, und Totani gesteht ein, dass alternative Erklärungen nicht ausgeschlossen sind.

Schon erste Zweifel

Wie die Universität erläutert, passt die mit dem Weltraumteleskop entdeckte Strahlung zu Emissionen, die entstehen sollten, wenn die Dunkle Materie aus den schwach wechselwirkenden Teilchen oder WIMPs besteht (von „Weakly Interacting Massive Particles“, wobei „wimp“ auf Englisch „Schwächling“ bedeutet). Die würden die energiereiche Gammastrahlung demnach produzieren, wenn sie sich gegenseitig auslöschen (Annihilation). Gleichzeitig lasse sich die beobachtete Strahlung „nicht so leicht“ durch andere astronomische Phänomene erklären, meint Totani. Sollte sich das als richtig erweisen, „dann wäre es das erste Mal, dass die Menschheit Dunkle Materie ‚gesehen‘“ hat, erklärt er noch. Seine Arbeit ist im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics erschienen.

Während sich Totani überzeugt gibt, dass er die ersten direkten Emissionen von Dunkler Materie in den Daten des Weltraumteleskops gefunden hat, gibt es aber auch bereits Widerspruch. Gegenüber Gizmodo hat etwa der Physiker Dan Hooper von der University of Wisconsin-Madison darauf hingewiesen, dass die Daten des Weltraumteleskops schon von vielen anderen analysiert wurden. Niemand habe die Strahlung als das eingestuft, was sein japanischer Kollege nun getan hat. Überzeugt sei er nicht. Ein anonymer Forscher vom Fermilab hat demnach anerkannt, dass die Energie von 20 Gigaelektronenvolt tatsächlich sehr hoch sei. Solche Strahlung habe man aber bereits gefunden, ohne dass sie auf Dunkle Materie zurückgeführt wird.

Totanis Befund passt aber augenscheinlich zu einer erst vor einem Monat vorgestellten Arbeit, die vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) geleitet wurde. Dort durchgeführte Simulationen haben demnach nahegelegt, dass diffus glühende Gammastrahlung aus dem Zentrum der Milchstraße den lange gesuchten experimentellen Nachweis für Dunkle Materie liefern könnte. Auch dabei ging es um Strahlung, die das Weltraumteleskop Fermi gefunden hat und die ihren Ursprung in einem Halo der Milchstraße hat, das aus Dunkler Materie bestehen soll. Dieser schon länger bekannte „Gammastrahlenüberschuss“ könnte demnach aber auch auf ultradichte Neutronensterne zurückgehen.

Die Frage nach der Natur der Dunklen Materie gehört gegenwärtig zu den wichtigsten der Grundlagenphysik. Dass es sie geben muss, wurde auf Basis astronomischer Beobachtungen postuliert, bei denen Sternenbewegungen gemessen wurden, die sich mit der bekannten Materie und deren Gravitation nicht ausreichend erklären lassen. Insgesamt sollte es demnach fünfmal mehr Dunkle Materie im Kosmos geben als klassische. Noch mehr entfällt auf die nicht weniger rätselhafte Dunkle Energie. Gegenwärtig wird auf ganz unterschiedlichen Wegen nach den Teilchen gefahndet, aus denen sie bestehen könnten. So läuft am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg das "Licht-durch-die-Wand-Experiment" ALPS II genau mit diesem Ziel.

(mho)