Kosmische Elektronen - ein Signal der Dunklen Materie?

Ein Detektor an einem Höhenballon über der Antarktis registrierte mehr Elektronen aus dem All, als die Astronomen erklären können

Start des Detektors zum Flug über der Antarktis
Start des Detektors zum Flug über der Antarktis

Baton Rouge (USA) - Aus den Tiefen des Kosmos gelangen mehr hochenergetische Elektronen zur Erde, als die Astronomen erklären können. Das zeigen Messungen mit einem speziellen Detektor, der an einem Ballon 40 Kilometer über der Antarktis geflogen ist. Die überschüssigen Elektronen könnten auf eine bislang unbekannte Strahlungsquelle in der Nähe des Sonnensystems hinweisen - oder aber ihren Ursprung in der Vernichtung von Teilchen der Dunklen Materie haben, schreibt ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Nature".

"Wir können diesen Elektronenüberschuss nicht mit unserem Standardmodell für den Ursprung der kosmischen Strahlung erklären", sagt John Wefel von der Louisana State University, der das Forschungsprojekt geleitet hat. "Es muss also eine andere, relativ nahe Quelle geben, die diese zusätzlichen Teilchen produziert." Bei dieser Quelle könne es sich um einen Supernova-Überrest, einen Pulsar oder ein Schwarzes Loch im Umkreis von 3000 Lichtjahren handeln.

Doch es gibt eine zweite, für die Forscher spannendere Möglichkeit: Es könnte sich bei den Elektronen auch um ein Signal der Dunklen Materie handeln. Rund 80 Prozent der Masse des Kosmos besteht nach heutigen Erkenntnissen aus Dunkler Materie, bislang unbekannten Elementarteilchen. Die Existenz solcher Teilchen wird auch von Theorien vorhergesagt, mit denen die Physiker versuchen, Relativitätstheorie und Quantentheorie miteinander zu vereinigen.

Die mysteriösen Teilchen der Dunklen Materie könnten sich bei seltenen Zusammenstößen paarweise vernichten und dabei die hochenergetischen Elektronen erzeugen. Charakteristisch für eine solche Paarvernichtung wäre ein steiler Abfall der Elektronenhäufigkeit oberhalb der Teilchenmasse der Dunklen Materie - und eben ein solcher Abfall deutet sich in den Beobachtungen von Wefel und seinem Team an. Doch noch reicht die Auflösung der Daten nicht aus, um eine definitive Aussage über den Ursprung des Elektronen-Überschusses zu machen. Weitere, genauere Messungen sind also nötig, um zu zeigen, ob es sich bei den überschüssigen Elektronen wirklich um ein Signal der rätselhaften Dunklen Materie handelt.