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Überschuss an Gammastrahlung durch Dunkle Materie?
Redaktion
/ Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam
astronews.com
17. Oktober 2025
Die Dunkle Materie in unserer Galaxie ist offenbar anders
verteilt als bisher angenommen. Dies stärkt die These, dass Dunkle Materie eine
mögliche Ursache für den beobachteten Gammastrahlenüberschuss im Zentrum der
Milchstraße ist. Es könnte also ratsam sein, sich bei der Suche nach Partikeln
der Dunklen Materie auf Teilchen mit bestimmten Eigenschaften zu konzentrieren.
Eine simulierte, milchstraßenähnliche
Galaxie.
Bild: AIP / A. Khalatyan [Großansicht] |
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen vermuten schon seit langem, dass die
Annihilation, bei der sich Teilchen Dunkler Materie gegenseitig auslöschen, eine
mögliche Quelle der beobachteten Gammastrahlung sein könnte. Allerdings stimmte
die räumliche Verteilung dieser Strahlung bisher nicht mit der von Modellen
vorhergesagten Anordnung der Dunklen Materie überein. Eine alternative Erklärung
besagt, dass alte Millisekundenpulsare die Strahlen erzeugen könnten.
In einer neuen, jetzt vorgestellten Studie modellierten die Forschenden die
Entstehung von Milchstraßen ähnlichen Galaxien unter Bedingungen, wie sie auch
in der kosmischen Nachbarschaft herrschen. Dabei gelang es ihnen, simulierte
Galaxien zu erzeugen, die unserem Milchstraßen-System sehr ähnlich sind. Ihre
Ergebnisse zeigen, dass die Dunkle Materie nicht gleichmäßig vom galaktischen
Zentrum nach außen abstrahlt, sondern in einer Struktur angeordnet ist, die der
Verteilung der Sterne sehr ähnelt. Das wiederum deutet darauf hin, dass Dunkle
Materie durchaus für den Überschuss an Gammastrahlen verantwortlich sein könnte.
"Als das Weltraumteleskop FERMI auf das Zentrum der Galaxie gerichtet wurde,
waren die Ergebnisse verblüffend. Das Teleskop maß übermäßig viele
Gammastrahlen, die energiereichste Art von Licht im Universum. Astronomen auf
der ganzen Welt waren erstaunt, und es wurden zahlreiche miteinander
konkurrierende Theorien aufgestellt, um den sogenannten
'Gammastrahlenüberschuss' zu erklären", so Noam Libeskind vom
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP). Nach langen Debatten
kristallisierten sich zwei Ideen heraus: Entweder waren diese Gammastrahlen das
Ergebnis von Millisekundenpulsaren (ultradichte Neutronensterne, die sich
tausende Male pro Sekunde drehen) oder von Teilchen Dunkler Materie, die
miteinander kollidierten und sich gegenseitig vernichteten. Beide Theorien haben
ihre Schwächen.
Neue Forschungsergebnisse des Leibniz-Instituts für Astrophysik
Potsdam (AIP), in Zusammenarbeit mit der Hebräischen Universität Jerusalem und
der Johns Hopkins University in den USA, werfen nun jedoch ein neues Licht auf
dieses Rätsel. Die Studie bestätigt die Theorie, dass der Überschuss an
Gammastrahlen tatsächlich auf die Vernichtung von Dunkler Materie zurückzuführen
ist. Es ist seit langem bekannt, dass sich die Milchstraße in einem sogenannten Halo
aus Dunkler Materie befindet, einem kugelförmigen Bereich, der mit Dunkler Materie
gefüllt ist. Inwieweit dieser Halo jedoch asphärisch oder ellipsoid ist, war
bislang nicht klar.
Moorits Muru, Hauptautor der Studie, erklärt: "Wir haben Simulationen der
Milchstraße und ihres Halos aus Dunkler Materie analysiert und festgestellt,
dass die Abflachung dieses Bereichs ausreicht, um den Überschuss an
Gammastrahlen als Folge der Selbstvernichtung von Teilchen aus Dunkler Materie
zu erklären. Diese Berechnungen zeigen, dass die Suche nach Dunklen Materie
Teilchen (die sich selbst vernichten können) vorangetrieben werden sollte, um
uns das Verständnis der mysteriösen Natur dieser Teilchen einen Schritt näher zu
bringen."
Die Ergebnisse des Teams wurden heute in einem Fachartikel veröffentlicht, der
in der Zeitschrift Physical Review Letters erschienen ist.
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