Sternexplosionen erklären Zwerggalaxien-Rätsel

Supernovae blasen Gas aus der Zentralregion der Sternsysteme heraus - und verringern so auch die Dichte der Dunklen Materie

Simulierte Entwicklung einer Zwerggalaxie
Simulierte Entwicklung einer Zwerggalaxie

Seattle (USA) - Zwerggalaxien haben in ihren Zentralbereichen weniger Sterne und Dunkle Materie, als es die Theorie vorhersagt. Nun liefern Computersimulationen amerikanischer Forscher eine Erklärung für dieses Problem: Sternexplosion blasen Gas aus den Zentralbereichen heraus und verringern so die zentrale Materiekonzentration. Dadurch verteilt sich auch die Dunkle Materie so um, dass nun Theorie und Beobachtungen gut übereinstimmen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature".

"Bisherige Arbeiten haben die Sternentstehung zumeist nur vereinfacht oder gar nicht berücksichtigt", erläutert Fabio Governato von der University of Washington in Seattle, einer der beteiligten Forscher. Solche Simulationen der Galaxienentstehung und -entwicklung können zwar viele Eigenschaften der heutigen Galaxien im Kosmos gut erklären, versagen aber bei der Materieverteilung in den Zwerggalaxien. Für diese kleinen Sternsysteme sagen sie eine zu starke Konzentration von normaler und auch von Dunkler Materie im Zentrum voraus.

"Mit unseren Simulationen konnten wir nun sehr detailliert die Entstehung neuer Sterne berücksichtigen", so Governato weiter. Dabei zeigte sich die wichtige Rolle, die massereiche Sterne für die Entwicklung der Galaxien spielen. Diese Sterne entwickeln sich am schnellsten und explodieren schon nach wenigen Millionen Jahren als Supernova. Die Wucht der Explosionen treibt das Gas aus der Zentralregion heraus, verringert so die Materiedichte und verhindert die Entstehung weiterer Sterne. Da die Dunkle Materie über die Schwerkraft an die normale Materie gekoppelt ist, nimmt auch deren Dichte im Zentralbereich der Galaxien ab.

Die Computersimulationen von Governato und seinem Team sind extrem aufwändig und erforderten die Nutzung mehrere Superrechner. Deshalb konnten die Forscher bislang nur die Entwicklung von zwei Sternsystemen vollständig simulieren. Weitere Simulationen müssen nun noch zeigen, dass die Ergebnisse auch für einen weiten Bereich unterschiedlicher Zwerggalaxien korrekt sind.