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DUNKLE MATERIE
Die Masse eines Dunkelmaterie-Teilchens
Redaktion / idw
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20. Mai 2005

Woraus besteht das Universum? Die Astronomen geben darauf eine recht unbefriedigende Antwort: Zu über 95 Prozent aus etwas, das wir nicht kennen - aus Dunkler Materie und Dunkler Energie. Jetzt könnte es Astrophysikern der Universität Würzburg gelungen sein, die Masse eines Dunkelmaterie-Teilchens zu bestimmen. Wenn die Forscher recht haben, ist sie doppelt so groß wie die eines Goldatoms.

HUDF

Dunkle Materie bestimmt das Verhalten aller Galaxien im Universums. Foto: NASA / ESA / S. Beckwith und das HUDF-Team [mehr über das Foto]

Mit Hilfe der Wilkinson Microwave Anisotropy Probe bestätigten Astronomen vor rund zwei Jahren, dass das Universum fast vollständig aus etwas besteht, von dem wir nicht wissen was es ist: 23 Prozent sind Dunkle Materie, 73 Prozent die noch geheimnisvollere Dunkle Energie und bei dem winzigen Rest handelt es sich um das, was wir wirklich sehen: Sterne und Gas.

Doch vielleicht ist man dem Geheimnis der Dunklen Materie auf der Spur: Forscher der Universität in Würzburg berichteten jetzt in der Fachzeitschrift Physical Review Letters, dass es ihnen gelungen ist, erstmals die Masse der Dunkelmaterie-Teilchen zu bestimmen.

Dunkle Materie ist zwar nicht zu sehen, hat aber deutliche Auswirkungen auf jede Galaxie - sie bestimmt nämlich durch ihre Masse das Rotationsverhalten der Sternsysteme. "Jede sichtbare Galaxie ist von dieser geheimnisvollen Materie wie von einer Art Kugel umgeben", erklärt der Würzburger Astrophysiker Dominik Elsässer. Die Galaxien selbst können spiralförmig sein wie die Milchstraße, aber auch die Gestalt von Kugeln oder Ellipsen haben.

Die Masse der Dunkelmaterie-Teilchen haben Dominik Elsässer und Karl Mannheim auf etwa das Doppelte der Masse eines Goldatoms bestimmt. Das gelang ihnen mit Einsteins berühmter Formel zur Verknüpfung von Energie und Masse. Das Ergebnis stimme gut mit den Vorhersagen der Supersymmetrie-Theorie überein, sagen die Forscher. Dieser Theorie zufolge soll die Dunkelmaterie aus einer neuen Art von Elementarteilchen bestehen, den Neutralinos, die bislang experimentell aber noch nicht nachgewiesen wurden.

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Die Arbeit der Würzburger Astrophysiker gründet sich auf Daten, die der NASA-Satellit Compton Gamma Ray Observatory von 1991 bis 2000 gesammelt hat. Die jüngste Aufarbeitung dieser Messwerte wurde 2004 freigegeben. Darin fanden die Wissenschaftler einen deutlichen Überschuss von kosmischer Gammastrahlung bei Energien, die etwa eine Milliarde Mal größer sind als die des sichtbaren Lichts. Der Supersymmetrie-Theorie gemäß würde ein solches Signal entstehen, wenn sich Neutralinos gegenseitig vernichten.

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WMAP: Babyfoto des Universums - 12. Februar 2003
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