Sag mir, wo die Dunkle Materie ist

Die geheimnisvolle Dunkle Materie könnte sich durch ein schwaches Glimmen im Gammabereich verraten - Computersimulationen zeigen jetzt, wo sich dieses Glimmen am leichtesten aufspüren ließe

Simulierte Verteilung der Dunklen Materie
Simulierte Verteilung der Dunklen Materie

Garching - Rund 85 Prozent der Materie des Universums ist dunkel - sie verrät sich allein durch ihre Schwerkraft. Doch sie könnte ein verräterisches Glimmen im hochenergetischen Gammabereich aussenden. Nach diesem Glimmen wollen die Astronomen mit dem im Juni gestarteten Spezialsatelliten Fermi suchen. Doch auf welche Himmelsregionen sollen die Forscher Fermi ausrichten, um die Gammastrahlung der Dunklen Materie aufzuspüren? Umfangreiche Computersimulationen eines internationalen Teams geben nun eine Antwort auf diese Frage: Die besten Aussichten hat die Suche nach dem Glimmen der Dunklen Materie im inneren Bereich der Milchstraße, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature".

"Diese Berechnungen erlauben uns endlich zu sehen, wie die Verteilung der Dunklen Materie nahe der Sonne aussehen sollte", erklärt Simon White, der Direktor des Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Garching. An den Simulationen waren neben Forschern des MPI für Astrophysik Wissenschaftler aus Großbritannien, Kanada und den Niederlanden beteiligt. Die auf einem Supercomputer des Leibniz-Rechenzentrums in Garching durchgeführten Rechnungen benötigten insgesamt eine Rechnerzeit von 3,5 Millionen Stunden.

Die Dunkle Materie verrät sich nur über ihre Schwerkraft und tritt ansonsten mit der normalen Materie der Sterne, Planeten und Gaswolken nicht in Wechselwirkung. Nur die Anziehungskraft der Dunklen Materie hält die großen Strukturen im Kosmos - Galaxien und Galaxienhaufen - zusammen. Die Physiker gehen davon aus, dass die Dunkle Materie aus bislang unbekannten Elementarteilchen besteht. Solche Elementarteilchen könnten sich aber bei seltenen Zusammenstößen gegenseitig vernichten und dabei hochenergetische Strahlung aussenden.

Bislang gingen die Astronomen davon aus, dass sich diese Gammastrahlung der Dunklen Materie am leichtesten in den Zentralregionen von Satellitengalaxien der Milchstraße aufspüren ließe. Die Simulationen der Forscher um Simon White kommt nun jedoch zu einem anderen Ergebnis: Die stärkste Strahlung wäre demnach aus dem inneren Bereich der Milchstraße zu erwarten. Genau ins Zentrum der Galaxis zu blicken wäre allerdings auch keine gute Idee, so die Astronomen, da es dort zu viele andere Gammaquellen gibt. Stattdessen empfehlen die Wissenschaftler, mit dem Fermi-Teleskop im Bereich von 10 bis 30 Grad abseits des galaktischen Zentrums zu suchen.