Ganz neuer Blick auf mysteriöses Phänomen im Zentrum der Milchstraße

Könnte ein mysteriöses Phänomen im Zentrum der Milchstraße der Schlüssel zu einem lang gesuchten Geheimnis sein? Eine neue Stu­die deutet darauf hin, dass es Hinweise auf eine bisher wenig beach­tete, leichte Form dunkler Materie geben könnte.

Rätsel im Herzen der Milchstraße endlich gelöst?

Seit Jahrzehnten gibt ein Phänomen im Zentrum der Milchstraße Forschern Rätsel auf. Nun liefert eine Studie - die erste ihrer Art - spannende neue Erkenntnisse zu diesem Rätsel und könnte damit einen wichtigen Schritt in der Erforschung dunkler Materie markieren.

Im galaktischen Zentrum, in der sogenannten Zentralen Molekülzone (Central Molecular Zone, CMZ), beobachten Astronomen riesige Wolken aus positiv geladenem Wasserstoffgas. Normalerweise ist Wasserstoff elektrisch neutral, doch hier wurde er ionisiert - das heißt, Elektronen wurden aus den Atomen herausgeschlagen.

Im Zentrum unserer Galaxie befinden sich riesige Wolken aus positiv geladenem Wasserstoff, die den Wissenschaftlern seit Jahrzehnten ein Rätsel sind, da das Gas normalerweise neutral ist. Was also liefert genug Energie, um die negativ geladenen Elektronen aus ihnen herauszuschlagen?

Die bisherige Frage: Was liefert die Energie für diesen Prozess? Neue Messergebnisse eines Teams rund um Dr. Shyam Balaji vom King's College London deuten darauf hin, dass die Ursache weder kosmische Strahlung noch die bisher favorisierten schweren Teilchen der dunklen Materie (Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs) sein können.

Stattdessen könnte ein ganz anderer Mechanismus am Werk sein. Laut der Studie, veröffentlicht in Physical Review Letters, könnten leichte dunkle Materiepartikel miteinander kollidieren. Dabei sollen sie neue geladene Teilchen freisetzen, die wiederum das Wasserstoffgas ionisieren. Dieser Prozess, als "Annihilation" bezeichnet, entsteht, wenn sich zwei Teilchen treffen und in Energie umgewandelt werden. Der entscheidende Unterschied zu kosmischer Strahlung: Die Energien sind geringer, passen jedoch viel besser zu den beobachteten Signaturen.

Emissionslinie verräterisch

Eine weitere Besonderheit des galaktischen Zentrums unterstützt die Theorie: die sogenannte 511-keV-Emissionslinie. Dabei handelt es sich um eine spezifische Röntgenstrahlung, die bereits seit Jahrzehnten gemessen, aber nie eindeutig erklärt werden konnte. Diese Strahlung könnte laut der Studie ebenfalls durch die leichten dunklen Materiepartikel entstehen, wenn sie zerfallen und dabei Energie in Form von Photonen freisetzen.

Wie der leitende Autor Dr. Shyam Balaji vom King's College London betont, bietet die Analyse solcher Phänomene einen wichtigen Vorteil: "Viele Experimente zur dunklen Materie sind auf der Erde stationiert und warten darauf, dass die Partikel mit ihnen interagieren." Mit einem Fokus auf das Zentrum der Milchstraße könne man jedoch "direkt zur Quelle blicken."


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