Bild: Gemini Observatory, GMOS-South, NSF

Keine Dunkle Materie in der Milchstraße?

Bonn – Die Milchstraße ist von einer großen Struktur aus Zwerggalaxien, Kugelsternhaufen und Sternströmen umgeben, die im Widerspruch zur Existenz von Dunkler Materie steht. Zu diesem Schluss kommt ein Forscherteam der Universität Bonn auf Basis einer detaillierten Untersuchung der kosmischen Umgebung unserer Galaxie. Die senkrecht zur Scheibenebene der Galaxis orientierte Struktur sei vermutlich vor zehn bis elf Milliarden Jahren durch den Zusammenstoß der jungen Milchstraße mit einer zweiten Galaxie entstanden, so die Astrophysiker im Fachblatt „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“. 

„Unsere Analyse hat uns ein neues Bild unserer kosmischen Nachbarschaft geliefert“, sagt Marcel Pawlowski, einer der Forscher. Gemeinsam mit seinen Kollegen Jan Pflamm-Altenburg und Pavel Kroupa hatte er alle verfügbaren Aufnahmen des Himmels – von frühen fotografischen Platten bis hin zu den modernen, von einem Roboterteleskop aufgenommenen Bildern des „Sloan Digital Sky Survey“ ausgewertet. Dabei untersuchten die drei Wissenschaftler erstmals auch die Verteilung der Kugelsternhaufen im sogenannten Halo der Milchstraße sowie die Orientierung von Sternströmen. 

„Wir waren erstaunt darüber, dass die räumlichen Verteilungen dieser unterschiedlichen Arten von Objekten in sehr guter Übereinstimmung miteinander sind“, so Kroupa. Zwerggalaxien, Kugelsternhaufen und Sternströme zeigen eine starke Konzentration auf einer Ebene, die senkrecht auf der Scheibenebene der spiralförmigen Milchstraße steht – und diese „polare“ Struktur reicht mit einer Ausdehnung von einer Million Lichtjahren weit über die 100.000 Lichtjahre durchmessende galaktische Scheibe hinaus. Von besonderer Bedeutung ist, so betonen die Astrophysiker, dass sich auch die Sternströme in dieser Ebene befinden: „Das zeigt, dass diese Objekte sich nicht zufällig gerade jetzt dort ansammeln, sondern dass sie sich darin bewegen“, so Pawlowski, „die Struktur ist also stabil.“ 

Die Existenz einer solchen ausgedehnten, polaren Struktur ist allerdings nicht mit dem Standardmodell der Kosmologie in Einklang zu bringen, in dem 80 Prozent der Materie im Universum „dunkel“ ist und aus bislang unbekannten Elementarteilchen besteht. Das Modell sagt voraus, dass große Galaxien wie die Milchstraße gleichmäßig von einer großen Zahl von Zwergsystemen umgeben sind. „Es ist völlig unmöglich, dass diese kleinen Galaxien alle in einer Ebene enden“, sagt Kroupa. Und sein Kollege Pflamm-Altenburg ergänzt: „Die Satelliten-Galaxien und Sternhaufen müssen zeitgleich bei einem einzigen Ereignis entstanden sein, beim Zusammenstoß zweier Galaxien.“ 

Wenn jedoch all diese Objekte ihren Ursprung in der Kollision der jungen Milchstraße mit einer zweiten Galaxie haben, dann folgt daraus, dass die Milchstraße keinerlei Begleiter besitzt, wie sie das Standardmodell mit seinem dominierenden Anteil an Dunkler Materie vorhersagt. Pawlowski, Pflamm-Altenburg und Kroupa sehen darin „ein katastrophales Versagen des Standardmodells der Kosmologie“. Die Beobachtungen stünden im klaren Widerspruch zu einer dominierenden Rolle Dunkler Materie im Universum. Erst kürzlich hatte die bisher genaueste Analyse der Sternbewegungen in der Umgebung des Sonnensystems keinen Hinweis darauf geliefert, dass in unserer unmittelbaren kosmischen Nachbarschaft Dunkle Materie existiert.