Seltsames Glühen: Argument gegen dunkle Materie spricht jetzt dafür

Im Zentrum unserer Galaxie leuchtet etwas, das seit Jahren Rätsel aufgibt. Ist es dunkle Materie oder etwas anderes? Neue Si­mu­la­tio­nen stärken der dunklen Materie den Rücken - weil sie sich anders verhält, als die Physik bisher dachte.

Dunkle Materie verhält sich anders

Seit das Fermi-Weltraumteleskop 2009 sein erstes Licht fing, registriert es aus dem Herzen der Milchstraße ein überzähliges Gamma-Leuchten - stärker, als bekannte Quellen es erklären können. Dieses sogenannte Galactic Center Excess (GCE), kurz Fermi-Exzess, wurde zunächst als möglicher Beweis für dunkle Materie gefeiert. Später zeigten Analysen: Auch eine Population alter Millisekundenpulsare könnte ein ähnliches Signal erzeugen.

Doch was die Daten nicht zeigen, ist Form. Ein Leuchten aus dunkler Materie galt bislang als nahezu kugelförmig, während das der Pulsare "boxy", also leicht abgeflacht, erscheinen müsste. Genau dieses Merkmal wurde als entscheidender Unterschied betrachtet. Nun aber haben Moorits Mihkel Muru und Kollegen vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam mithilfe der Hestia-Simulationen gezeigt, dass selbst dunkle Materie keineswegs perfekt rund verteilt ist.


Die Forscher nutzten hochaufgelöste Magnetohydrodynamik-Simulationen - also Modelle, die Gravitation, Gasbewegung und Magnetfelder gemeinsam berechnen - und stützten sich dabei auf GAIA-Daten zum Verschmelzungsverlauf der Milchstraße. Diese zeigen, dass das galaktische Zentrum durch frühe Kollisionen junger Galaxien abgeflacht wurde. Das Ergebnis: Auch die dunkle Materie bildet im Zentrum eine asymmetrische, "boxenförmige" Struktur - und zwar exakt in der Größenordnung, wie sie das Fermi-Teleskop beobachtet hat. Die Fermi-Blasen sind wohl deutlich flacher als bisher angenommen Damit fällt ein lange genutztes Gegenargument gegen die Dunkle-Materie-Hypothese weg: Die Form des Leuchtens spricht nicht länger dagegen. Möglich wäre also, dass die Strahlung von sogenannten WIMPs stammt - "weakly interacting massive particles", hypothetische Teilchen, die sich gegenseitig vernichten und dabei Gammastrahlen freisetzen. Doch auch die alternative Erklärung durch alte Millisekundenpulsare bleibt auf dem Tisch: Beide Modelle erzeugen nach den neuesten Berechnungen nahezu identische Spektren und Intensitäten im Bereich von 1 bis 10 GeV.

Streit bleibt offen

Der Streit bleibt damit offen, aber die dunkle Materie hat wieder aufgeholt. Erst künftige Observatorien wie das Cherenkov Telescope Array (CTA) oder das Southern Wide-field Gamma-ray Observatory (SWGO) sollen das Rätsel klären - etwa durch die Messung eines möglichen Hochenergie-Endes im Spektrum. Dort, jenseits von 100 GeV, könnte sich entscheiden, ob das seltsame Glühen im Herzen der Milchstraße ein astrophysikalisches Nachglühen oder das erste sichtbare Echo der dunklen Materie ist.


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