Seit den 1960er Jahren haben Astrophysiker postuliert, dass das Universum neben all der Materie, die wir sehen können, auch mit einer mysteriösen, unsichtbaren Masse gefüllt ist. Bekannt als "Dunkle Materie", wurde ihre Existenz vorgeschlagen, um die "fehlende Masse" des Universums zu erklären, und wird nun als grundlegender Teil davon angesehen. Es wird nicht nur angenommen, dass es etwa 80% der Masse des Universums ausmacht, sondern es wird auch angenommen, dass es eine wichtige Rolle bei der Bildung und Entwicklung von Galaxien gespielt hat.
Ein neuerer Befund könnte jedoch diese gesamte kosmologische Perspektive seitwärts werfen. Basierend auf Beobachtungen mit der NASA / ESA Hubble-Weltraumteleskop In anderen Observatorien auf der ganzen Welt haben Astronomen eine nahe gelegene Galaxie (NGC 1052-DF2) gefunden, die keine dunkle Materie zu haben scheint. Dieses Objekt ist einzigartig unter den bisher untersuchten Galaxien und könnte eine Neubewertung unserer vorherrschenden kosmologischen Modelle erzwingen.
Die Studie mit dem Titel „Eine Galaxie ohne dunkle Materie“, die ihre Ergebnisse detailliert beschreibt, erschien kürzlich im Journal Natur. Unter der Leitung von Pieter van Dokkum von der Yale University nahmen auch Mitglieder des Max-Planck-Instituts für Astronomie, der San Jose State University, der Observatorien der University of California, der University of Toronto und des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics an der Studie teil.
Für ihre Studie konsultierte das Team Daten aus dem Dragonfly Telephoto Array (DFA), mit dem NGC 1052-DF2 identifiziert wurde. Basierend auf Daten von Hubble, Das Team konnte seine Entfernung - 65 Millionen Lichtjahre vom Sonnensystem - sowie seine Größe und Helligkeit bestimmen. Darüber hinaus entdeckte das Team, dass NGC 1052-DF52 größer als die Milchstraße ist, aber etwa 250-mal weniger Sterne enthält, was es zu einer ultra-diffusen Galaxie macht.
Wie van Dokkum erklärte, ist NGC 1052-DF2 so diffus, dass es im Wesentlichen transparent ist. "Ich habe eine Stunde damit verbracht, nur auf dieses Bild zu starren", sagte er. „Dieses Ding ist erstaunlich: ein gigantischer Klumpen, der so spärlich ist, dass man die Galaxien dahinter sieht. Es ist buchstäblich eine durchsichtige Galaxie. “
Unter Verwendung von Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS), dem Gemini Observatory und dem Keck Observatory untersuchte das Team die Galaxie genauer. Durch Messung der dynamischen Eigenschaften von zehn Kugelhaufen, die die Galaxie umkreisen, konnte das Team einen unabhängigen Wert der Galaxienmasse ableiten, der mit der Masse der Sterne in der Galaxie vergleichbar ist.
Dies führte das Team zu dem Schluss, dass entweder NGC 1052-DF2 mindestens 400 Mal weniger dunkle Materie enthält, als für eine Galaxie ihrer Masse vorhergesagt wird, oder überhaupt keine. Ein solcher Befund ist in der Geschichte der modernen Astronomie beispiellos und widersetzte sich allen Vorhersagen. Allison Merritt - Astronomin von der Yale University, dem Max-Planck-Institut für Astronomie und Mitautorin des Papiers - erklärte:
„Dunkle Materie wird herkömmlicherweise als integraler Bestandteil aller Galaxien angesehen - der Klebstoff, der sie zusammenhält, und das darunter liegende Gerüst, auf dem sie aufgebaut sind… Es gibt keine Theorie, die diese Arten von Galaxien vorhersagt - wie Sie tatsächlich eines dieser Dinge bilden, ist völlig unbekannt. “
„Diese unsichtbare, mysteriöse Substanz ist bei weitem der dominanteste Aspekt jeder Galaxie. Eine Galaxie ohne zu finden, ist völlig unerwartet. Es stellt Standardideen in Frage, wie Galaxien funktionieren “, fügte van Dokkum hinzu.
Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass die Entdeckung einer Galaxie ohne dunkle Materie die Theorie, dass dunkle Materie existiert, nicht widerlegt. In Wahrheit zeigt es lediglich, dass dunkle Materie und Galaxien getrennt werden können, was bedeuten könnte, dass dunkle Materie durch keine andere Kraft als die Schwerkraft an gewöhnliche Materie gebunden ist. Als solches könnte es Wissenschaftlern tatsächlich helfen, ihre Theorien über dunkle Materie und ihre Rolle bei der Bildung und Evolution von Galaxien zu verfeinern.
In der Zwischenzeit haben die Forscher bereits einige Ideen, warum dunkle Materie in NGC 1052-DF2 fehlt. Einerseits könnte es das Ergebnis eines katastrophalen Ereignisses gewesen sein, bei dem die Geburt einer Vielzahl massereicher Sterne das gesamte Gas und die dunkle Materie ausfegte. Andererseits könnte das Wachstum der nahe gelegenen massiven elliptischen Galaxie (NGC 1052) vor Milliarden von Jahren eine Rolle bei diesem Mangel gespielt haben.
Diese Theorien erklären jedoch nicht, wie sich die Galaxie gebildet hat. Um dies zu beheben, analysiert das Team Bilder, die Hubble von 23 anderen ultra-diffusen Galaxien aufgenommen hat, auf Galaxien mit einem Mangel an Dunkler Materie. Sie haben bereits drei gefunden, die NGC 1052-DF2 ähnlich zu sein scheinen, was darauf hindeuten könnte, dass Galaxien mit einem Mangel an Dunkler Materie relativ häufig vorkommen könnten.
Wenn diese neuesten Erkenntnisse etwas zeigen, ist das Universum wie eine Zwiebel. Gerade wenn Sie glauben, es herausgefunden zu haben, schälen Sie eine zusätzliche Ebene zurück und finden eine ganze Reihe neuer Geheimnisse. Sie zeigen auch, dass nach 28 Jahren treuen Dienstes die Hubble-Weltraumteleskop ist immer noch in der Lage, uns neue Dinge beizubringen. Das ist auch gut so, denn der Start seines Nachfolgers hat sich bis 2020 verzögert!
