DUNKLE MATERIE
Keine Chance für die MOND-Theorie
Redaktion
astronews.com
28. Mai 2003

Durch eine präzise Auswertung der Bewegung von rund 3.000 Satellitengalaxien konnte ein internationales Astronomenteam nachweisen, dass  Galaxien tatsächlich von einer gewaltigen Dunkelmateriewolke umgeben sind. Die Untersuchungen widersprechen zudem alternativen Modellen wie etwas der recht populären MOND-Theorie.

Galaxien im Hubble Deep Field: Eine neue Untersuchung bestätigt die Vermutung, dass Galaxien im Zentrum einer Dunkelmaterie-Wolke liegen.  Foto: STScI / NASA

Fast die gesamte Masse des Universums liegt im Verborgenen: 70 Prozent stecken in der Dunklen Energie sowie in vielfältigen Formen der Strahlung und weitere 27 Prozent in der so genannten Dunklen Materie. Eine neue Untersuchung mit Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) lieferte nun das bisher stärkste Argument zugunsten der Annahme, dass Galaxien in den Zentren riesiger Ansammlungen Dunkler Materie "schwimmen", die bis zu 50-mal mehr Masse enthalten als die Galaxien selbst. Dr. Francisco Prada vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und vom Instituto de Astrofisica de Canarias hat die Studie seiner Gruppe nun auf einer Konferenz im spanischen La Palma vorgestellt.

Die Ergebnisse des internationalen Astronomen-Teams stützen die heute allgemein akzeptierten Theorien der Dunklen Materie und stehen im Widerspruch zu einer Alternative - der Modifizierten Newtonschen Dynamik. Diese MOND genannte Theorie blieb seit ihrer ersten Formulierung im Jahr 1983 umstritten: Sie erklärt die dynamischen Eigenschaften von Galaxien - vor allem die wachsenden Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne in den Außenbereichen der Milchstraßensysteme - nicht mit der "anziehenden" Kraft unsichtbarer Materie, sondern postuliert, dass sich in diesen galaktischen Gegenden das Newtonsche Gravitationsgesetz ändert.

Francisco Prada und seine Kollegen bestimmten die Geschwindigkeit von etwa 3000 kleineren Galaxien, die als "Satelliten" um große, isolierte Einzelgalaxien laufen. Diese 3000 Sternsysteme wählten die Wissenschaftler aus einer Liste von 250.000 Galaxien aus, die sie im Rahmen einer automatischen Himmelsdurchmusterung - dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) - gefunden hatten.

Das Prinzip der Messungen ist einfach und seit Johannes Kepler bekannt: Die Umlaufgeschwindigkeit eines kleinen Körpers fällt mit dessen Abstand vom massereichen Zentralkörper stark ab - wie im Fall der Planeten unseres Sonnensystems, deren Bahnen praktisch nur die Sonne und keine Dunkle Materie umschließen. Anders in der Umgebung von massereichen Galaxien, wo sich nach den gegenwärtigen kosmologischen Vorstellungen die Dunkle Materie stark konzentriert: Dort sollte die Umlaufgeschwindigkeit von Satellitengalaxien mit deren Abstand von der Zentralgalaxie wesentlich langsamer abnehmen.

Mithilfe der "Dopplerverschiebung" in den Spektren ermittelten die Forscher die Geschwindigkeit jeder einzelnen Satellitengalaxie relativ zu ihrer Zentralgalaxie. Die auf diese Weise erhaltenen Geschwindigkeitsverteilungen lassen sich nur mit der Existenz der theoretisch geforderten Dunklen Materie erklären und widersprechen der alternativen MOND-Theorie. Die Untersuchung weiterer großer Galaxien und ihrer Satelliten soll eine genauere Bestimmung der Verteilung der Dunklen Materie in ihrer Umgebung ermöglichen.