ZWERGGALAXIEN
Minimalmasse für Galaxien entdeckt?
von Stefan Deiters
astronews.com
28. August 2008

Durch die Untersuchung der leuchtschwachen Zwerggalaxien, die unsere Milchstraße umrunden, glauben amerikanische Astronomen eine Minimalmasse für Galaxien entdeckt zu haben. Danach muss eine Galaxie mindestens die 10 Millionen-fache Masse unserer Sonne haben. Der Fund könnte wichtig sein, um die Dunkle Materie besser zu verstehen.

Haben offenbar alle die selbe Masse: die Zwerggalaxien der Milchstraße. Bild: UCI / J. Bullock / M. Geha / R. Powell [Großansicht]

"Wenn wir die minimale Masse von Galaxien kennen, können wir besser verstehen, wie sich Dunkle Materie verhält, was letztlich entscheidend dafür ist, die Existenz des Universums und unsere eigene besser zu verstehen", erklärt Louis Strigari, vom Department of Physics and Astronomy der University of California in Irvine die Bedeutung der Entdeckung. Strigari ist Hauptautor eines Beitrags für die heute erschienene Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature, in dem die Ergebnisse der Untersuchung beschrieben werden.

Aus was Dunkelmaterie besteht, wissen die Astronomen bis heute nicht, obwohl sie entscheidend für die Strukturbildung im Universum sein dürfte. Man geht nämlich davon aus, dass Ansammlungen von Dunkelmaterie Ursache für die Bildung von Galaxien sind. Kleinere Galaxien, so die Theorie, verschmelzen dann im Laufe der Entwicklung zu immer größeren Objekten.

Die kleinsten bekannten Galaxien sind sogenannte Zwerggalaxien. Sie unterscheiden sich erheblich in ihrer Leuchtkraft, die von der nur tausendfachen bis hin zur 10 Millionen-fachen Leuchtkraft der Sonne reicht. Um die Milchstraße sind inzwischen 22 dieser Zwerggalaxien bekannt. 18 davon haben die kalifornischen Astronomen mit Hilfe verschiedener Teleskope nun genauer untersucht. Ihr Ziel: Die Masse der Zwerggalaxien möglichst genau zu bestimmen. Dazu ermittelten sie die Geschwindigkeit der Sterne in den einzelnen Systemen und daraus schließlich die Masse der Galaxien.

Natürlich hatten die Astronomen angenommen, dass die leuchtkräftigsten Galaxien auch die größte Masse aufweisen und die lichtschwachen Objekte nur eine sehr geringe Masse haben. Zu ihrer Überraschung stellten sie aber fest, dass alle Zwerggalaxien die selbe Masse hatten und etwa 10 Millionen mal massereicher waren als unsere Sonne. Da Zwerggalaxien hauptsächlich aus Dunkler Materie bestehen - das Verhältnis von normaler Materie zu Dunkelmaterie kann bis zu 1:10.000 betragen - verrät diese gefundene Minimalmasse einiges über fundamentale Eigenschaften der Dunkelmaterie.

"Wir sind begeistert, denn die Galaxien, die wir hier vor uns haben, sind nahezu unsichtbar und enthalten daher eine ungeheure Menge an Dunkelmaterie", so James Bullock, der am Center for Cosmology der University of California in Irvine arbeitet und auch an der Studie beteiligt war. "Das wird uns dabei helfen, die Partikel, aus denen Dunkelmaterie besteht, besser zu verstehen und uns zudem einiges darüber verraten, wie Galaxien im Universum entstehen."

Die Wissenschaftler vermuten, dass auch Dunkelmaterie-Klumpen ganz ohne Sterne existieren können. Doch entdecken kann man nur Klumpen, in denen sich zumindest einige Sterne finden lassen. Vielleicht bekommen die Forscher aber bald Hilfe aus der Schweiz: Dort wird am CERN in wenigen Tagen der Large Hadron Collider in Betrieb gehen, an dem die Bedingungen kurz nach dem Urknall experimentell nachgestellt werden sollen. Und vielleicht entstehen dabei, so die Hoffnung der Astronomen, auch Teilchen, aus denen auch die Dunkelmaterie bestehen könnte.