Universum viel heller als gedacht: Dunkle Materie verantwortlich?

Laut der Plutosonde New Horizons ist das Universum doppelt so hell wie gedacht. Erklären könnte die Anomalie ein bislang nur theoretisch beschriebenes Teilchen.

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(Bild: faboi/Shutterstock.com)

Die unerwartet große Helligkeit des Universums könnte auf den Zerfall eines bislang nur theoretisch beschriebenen Elementarteilchens zurückzuführen sein, das ein Kandidat für die Dunkle Materie ist. Diese Erklärung für die von der NASA-Sonde New Horizons ermittelte Anomalie schlagen jetzt zwei Forscher und eine Forscherin aus den USA vor. Die Weltraumsonde hatte in mehreren Messungen Werte für die sogenannte kosmische optische Hintergrundstrahlung (COB) ermittelt, die mehr als doppelt so hoch sind, wie bisher unter anderem auf Basis von Daten des Weltraumteleskops Hubble angenommen. Die neue Hypothese soll sich mit Instrumenten von New Horizons überprüfen lassen.

Wie die Gruppe um José Luis Bernal von der Universität Johns Hopkins in Erinnerung ruft, hat die eigentlich zur Erforschung des Pluto entsandte NASA-Sonde bei zwei Messungen am Rand des Sonnensystems ermittelt, dass das Universum offenbar deutlich heller ist als gedacht. Dort werden die Beobachtungen unter anderem nicht durch das sogenannte Zodiakallicht verfälscht, also Reflexionen und Streuung von Sonnenlicht an Staub im Innern des Sonnensystems. Messungen der kosmischen optischen Hintergrundstrahlung wurden bis dato nie an einem dunkleren Ort durchgeführt.

Der dabei ermittelte Wert von 16.37 ± 1.47 nW m−2 sr−1 für die COB hatte nahegelegt, dass die uns bekannten Galaxien nur für die Hälfte des Hintergrundlichts im Universum verantwortlich sind. Als mögliche Erklärung war bislang vorgebracht worden, dass es viele sehr lichtschwache, kompakte Galaxien gibt, die knapp unter der Wahrnehmungsgrenze von Hubble liegen. Die müssten aber vom Weltraumteleskop James Webb gefunden werden können, hatte es zur Vorstellung geheißen. Mit der jetzt vorgestellten Theorie gibt es eine weitere Hypothese, die sich überprüfen lassen sollte.

Die Gruppe um Bernal erläutert in einem Fachartikel im Wissenschaftsmagazin Physical Review Letters, dass das bislang nur in der Theorie beschriebene Elementarteilchen namens Axion die Werte erklären könnte. Dafür müsste es erst einmal existieren und eine Masse von 8 bis 20 eV aufweisen. Außerdem müssten sie in einem ganz bestimmten Verhältnis in Photonen zerfallen. Die Hypothese und die ermittelten Werte könnten mit dem Ultraviolett-Spektrometer Alice an Bord von New Horizons überprüft werden, schreiben sie noch. Weitere Messungen sind bereits vorgesehen. Das Axion gilt als ein Kandidat für die Dunkle Materie, die bislang nicht experimentell bestätigt werden konnte.

(mho)