Langlebige dunkle Materie

Rund 80 Prozent der Materie im Kosmos ist unsichtbar. Woraus diese "dunkle Materie" besteht ist bislang völlig unklar. Dänische Forscher haben nun immerhin herausgefunden, dass die Teilchen der dunklen Materie eine Lebensdauer von über drei Billiarden Jahren haben -- mehr als das 200.000-fache des Alters des Universums.

Galaxienhaufen 1E 0657-56
Galaxienhaufen 1E 0657-56

Kopenhagen (Dänemark) - Die Physiker gehen davon aus, dass die dunkle Materie aus bislang unbekannten Elementarteilchen besteht. Ein von vielen Forschern favorisierter Kandidat ist dabei das Axion, dessen Existenz von der Quantenchromodynamik vorhergesagt wird, der Quantentheorie der im Atomkern wirkenden Kräfte. Axionen können prinzipiell in andere Teilchen zerfallen. Dabei entsteht unter anderem Röntgenstrahlung -- und diese Röntgenstrahlung, so die Idee von Signe Rimer-Sørensen und seinen Kollegen vom Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen, sollte sich bei großen Ansammlungen von dunkler Materie wie etwa in Galaxienhaufen nachweisen lassen.

Das Problem: In Galaxienhaufen gibt es zugleich große Mengen heißen Gases, das ebenfalls Röntgenstrahlung aussendet. Glücklicherweise gibt es den Galaxienhaufen 1E 0657-56: Diese Ansammlung von Sternensystemen ist durch die Kollision mehrerer kleinerer Galaxienhaufen entstanden. Dabei haben sich normale Materie und dunkle Materie weitgehend voneinander getrennt: Es gibt in 1E 0657-56 eine große Konzentration dunkler Materie, die frei von heißem Gas ist.

Riemer-Sørensen und sein Team haben also, wie sie jetzt im Fachblatt "Physical Review Letters" berichten, nach Röntgenstrahlung aus dieser Ansammlung von dunkler Materie gesucht -- und im Rahmen der Messgenauigkeit nichts gefunden. Daraus konnten die Wissenschaftler errechnen, dass die Zerfallszeit der Axionen mindestens drei Billiarden Jahre beträgt. Freilich ist dies nur die Lebensdauer der dunklen Materie, wenn sie tatsächlich aus Axionen besteht -- und nicht aus etwas noch Seltsamerem.