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TRIANGULUM II
Zwerggalaxie mit sehr viel Dunkler Materie?
von Stefan Deiters
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23. November 2015

Die nahegelegene Zwerggalaxie Triangulum II könnte zu einem sehr großen Teil aus Dunkler Materie bestehen. Das ergab die Messung der Geschwindigkeit von einigen Sternen im Zentrum der Galaxie. Triangulum II wäre damit ein lohnenswertes Ziel für die weitere Erforschung der Dunklen Materie. Allerdings könnten sich die Werte auch anders erklären lassen.

Milchstraße

Simulation der Verteilung der sichtbaren (oben) und der Dunklen Materie (unten) in einer Galaxie, die unserer Milchstraße ähnelt. Markiert ist eine Zwerggalaxie, die Triangulum II gleichen könnte. Bild: A. Wetzel und P. Hopkins, Caltech

Galaxie

Dunkle Materie lässt sich nur sehr schwer erforschen. Das liegt im Wesentlichen an ihrer Haupteigenschaft, der sie auch ihren Namen verdankt: Dunkle Materie ist dunkel und wechselwirkt mit anderer Materie praktisch ausschließlich durch ihre Gravitationswirkung. So ist es bis heute nicht gelungen, ein direktes Signal der Dunklen Materie aufzuspüren. Man ist also bislang auf indirekte Nachweisverfahren angewiesen.

Evan Kirby vom California Institute of Technology hat nun die Zwerggalaxie Triangulum II anvisiert, eine kleine Satellitengalaxie der Milchstraße, die aus kaum mehr als 1.000 Sternen besteht. Kirby bestimmte die Masse der Galaxie, indem er die Geschwindigkeit von sechs Sternen im Zentrum von Triangulum II ermittelte.

"Diese Galaxie ist sehr schwer zu beobachten", so Kirby. "Nur sechs Sterne waren hell genug, um sie mit dem Keck-Teleskop sehen zu können." Die Geschwindigkeit der Sterne erlaubte dem Astronomen dann Rückschlüsse auf die Gravitationskraft, die auf diese Sterne wirken muss und diese wiederum auf die Gesamtmasse der Galaxie.

"Die Gesamtmasse, die ich gemessen habe, war sehr viel größer als die Masse aller Sterne", erläutert Kirby. "Das impliziert, dass es eine große Menge an dicht gepackter Dunkler Materie geben muss, die zur Gesamtmasse beiträgt. Das Verhältnis von Dunkler Materie zur sichtbaren Materie ist höher, als bei jeder anderen Galaxie, die wir kennen. Nachdem ich meine Messungen abgeschlossen hatte, dachte ich nur: Wow."

Triangulum II könnte somit zu einem lohnenden Ziel werden, wenn man versuchen möchte, ein Signal der Dunklen Materie direkt zu beobachten. Besteht Dunkle Materie nämlich tatsächlich, wie eine Theorie vermutet, aus supersymmetrischen Weakly Interacting Massive Particles (WIMPS), sollten sich diese Partikel bei einer Kollision gegenseitig auslöschen. Dabei würde Gammastrahlung frei werden.

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Für den Nachweis eines solchen Signals im Gammastrahlenbereich würde sich Triangulum II besonders gut eignen, da hier mit weitaus weniger Störsignalen zu rechnen ist: In der Galaxie gibt es keine Sternentstehung und die Signatur der Partikel der Dunklen Materie müsste im Gammastrahlenbereich theoretisch sehr gut sichtbar sein.

Allerdings ist noch nicht sicher, ob Kirby tatsächlich die Masse von Triangulum II bestimmt hat: Astronomen aus Straßburg haben die Geschwindigkeit von Sternen gerade außerhalb von Triangulum II gemessen und festgestellt, dass sich diese schneller bewegen, als die Sterne im Zentrum der Galaxie - eigentlich würde man hier das Gegenteil erwarten. Es könnte also sein, dass die Galaxie gerade von der Milchstraße auseinandergerissen wird, sich also nicht im Gleichgewicht befindet und eine Massenbestimmung auf Grundlage der Messungen von Kirby gar nicht möglich ist.

"Als nächsten Schritt werde ich versuchen, die Messungen der anderen Gruppe zu bestätigen", so Kirby. "Sollte sich herausstellen, dass diese Sterne nicht wirklich schneller sind als die im Zentrum, dann befindet sich die Galaxie im dynamischen Gleichgewicht und sie wäre tatsächlich ein sehr guter Kandidat, um Dunkle Materie direkt durch Gammastrahlen zu messen."

Über seine Messungen berichten Kirby und seine Kollegen in einem Fachartikel, der in den Astrophysical Journal Letters erschienen ist. 

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Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
California Institute of Technology
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