Dunkle Materie: Zusammenbruch der Gravitation bestätigt sich nicht
Ein Forschungsteam aus sieben wissenschaftlichen Einrichtungen in sechs Ländern hat unter Leitung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam(öffnet im neuen Fenster) zwölf der kleinsten und lichtschwächsten Galaxien untersucht, die bekannt sind. Dabei sollte untersucht werden, ob die Modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND)(öffnet im neuen Fenster) deren ungewöhnlich hohe Rotationsgeschwindigkeiten erklärt.
Die Theorie besagt, dass der Einfluss der Gravitation bei kosmischen Skalen und sehr geringer Gravitationsbeschleunigung abnimmt. Diese Annahme stimmt gut mit bisherigen Beobachtungen an schnell drehenden Zwerggalaxien überein. Sie steht damit in Konkurrenz zum Modell der dunklen Materie.
Argumentiert wird, dass dieser Zusammenbruch des Einflusses der Gravitation in der Tradition bereits zuvor vorgenommener Anpassungen der Gravitation steht. Für extrem schwere Objekte, für Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit und für Abstände im atomaren Bereich musste die Gravitationskraft bereits überarbeitet werden.
Zwei Modelle für ein Phänomen
Die Forschungsgruppe, deren Studie vorveröffentlicht(öffnet im neuen Fenster) wurde, hat sich zur Überprüfung der konkurrierenden Theorien die Beobachtungsdaten möglichst kleiner, lichtarmer Galaxien herausgesucht. Simulationen legen nahe, dass sich das Verhalten der Galaxien auch unter Annahme einer modifizierten Gravitation nicht allein durch die sichtbare Materie erklärt.
Stattdessen stimmen die Beobachtungen und Simulationen bei Hinzunahme von sphärisch angeordneter dunkler Materie deutlich besser überein. Eine zweite Erkenntnis folgte in Bezug auf Zwerggalaxie ebenfalls.
Belege für die Existenz dunkler Materie
Der Zusammenhang zwischen sichtbarer Masse und Radialbeschleunigung, der bei großen Galaxien besteht, gilt bei den kleinen Objekten nicht. Das Verhältnis zwischen dunkler Materie und sichtbarer Materie stimmt bei kleinen Galaxien somit nicht mit dem insgesamt angenommenen Verhältnis überein.
Stattdessen soll der Anteil der dunklen Materie variieren, was zusätzlich gegen die MOND-Theorie spricht. Die fordert bei gleichen beobachteten Massen ein gleiches Verhalten, welchen aber nicht vorlag, sondern nur durch unterschiedlich große Mengen dunkler Materie erklärbar ist.
Was genau dunkle Materie ist, bleibt unklar, aber ihre Existenz wird immer wahrscheinlicher. Das Forschungsteam hofft, einer Antwort nach ihrer Beschaffenheit durch die Beobachtung noch weiter entfernter und noch schwächerer Objekte näherzukommen.