Dunkler Kern eines Galaxienhaufens bleibt mysteriös

Sternenfeld mit zahlreichen Galaxien. Der Zentralbereich ist rot eingefärbt, weiter außen überwiegt blau.
Galaxienhaufen Abell 520

Davis (USA) – Der 2,4 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxienhaufen Abell 520 stellt die Astronomen vor ein Rätsel: In seinem Kern gibt es nur sehr wenige Galaxien, aber eine starke Konzentration Dunkler Materie. Das bestätigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Weltraumteleskop Hubble. Normalerweise sammeln sich Galaxien in einem Haufen dort, wo auch die meiste Dunkle Materie ist. Bislang gibt es keine vernünftige Erklärung für den mysteriösen dunklen Kern von Abell 520, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Astrophysical Journal“.

„Unsere hoch auflösende Analyse hat die Existenz des dunklen Kerns bestätigt“, so James Jee von der University of California in Davis und seine Kollegen. „Jetzt sollten umfassende Anstrengungen unternommen werden, die Natur dieser ungewöhnlichen Struktur des Haufens zu verstehen.“ Abell 520 ist aus der Kollision zweier Galaxienhaufen hervorgegangen. Deshalb weichen die Verteilung der Galaxien und des intergalaktischen Gases in dem verschmolzenen Haufen noch voneinander ab. Während das Gas der beiden ursprünglichen Haufen direkt aufeinandergeprallt ist und sich so im Zentrum angesammelt hat, fliegen die Galaxien nahezu kollisionslos aneinander vorbei und bilden immer noch zwei azentrisch gelegene Ansammlungen.

Der überwiegende Teil der Masse von Galaxienhaufen liegt aber nicht in Form von Galaxien oder Gas vor, sondern als Dunkle Materie – eine geheimnisvolle Substanz, möglicherweise aus bislang unbekannten Elementarteilchen. Da die Teilchen dieser Dunklen Materie nach der gängigen Vorstellung kaum miteinander in Wechselwirkung treten, ist sie ebenfalls kollisionslos und sollte sich ähnlich verhalten wie die Galaxien. Doch schon 2007 deuteten Beobachtungen darauf hin, dass sich die Dunkle Materie in Abell 520 nicht wie die Galaxien, sondern wie das intergalaktische Gas verhält: Sie bildet einen ausgeprägten Dunklen Kern.

Mit erheblich genaueren Beobachtungen konnten Jee und seine Kollegen nun die Existenz dieses Dunklen Kerns bestätigen. Die Astronomen haben dazu die Wirkung der Schwerkraft der Dunklen Materie auf das Licht von Sternsystemen analysiert, die weit hinter dem Galaxienhaufen liegen. Die Wissenschaftler diskutieren eine Reihe möglicher Erklärungen für das seltsame Erscheinungsbild von Abell 520. So könnte eine eher unscheinbare Gruppe von Galaxien mit dem Dunklen Kern verbunden sein. Doch dann wäre die Masse dieser Galaxien um mehr als das 2,5-fache größer als für derartige Systeme üblich. Auch die Möglichkeit, dass ein weiter entfernter Galaxienhaufen sich von der Erde aus gesehen mit Abell 520 überlagert und so den massereichen Kern vortäuscht, verwerfen die Forscher: Die Wirkung eines solchen Hintergrund-Haufens ist nicht mit ihren Beobachtungsdaten in Einklang zu bringen. Eine Erklärung für den dunklen Kern von Abell 520 wird also weiterhin gesucht.