Brauchen Galaxien keine dunkle Materie? Wachsende Kluft zwischen Theorie und Beobachtungen

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern aus den Niederlanden berichtet, dass sie in der Galaxie AGC 114905 keine Spuren von dunkler Materie gefunden haben. Es wird inzwischen allgemein angenommen, dass Galaxien nur dank dunkler Materie existieren können, deren Wechselwirkung sie zusammenhält.

Vor zwei Jahren berichteten Pavel Mancera Piña und sein Team von der Universität Groningen, dass sie sechs Galaxien mit wenig oder gar keiner dunklen Materie gefunden haben. Damals wurde ihnen von ihren Kollegen gesagt, sie sollten besser suchen, dann würden sie feststellen, dass es sie geben muss. Jetzt, nach 40 Stunden Beobachtung mit dem Very Large Array (VLA), haben die Wissenschaftler bestätigt, was sie schon früher festgestellt hatten - die Existenz von Galaxien ohne dunkle Materie.

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AGC 114905 ist 250 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Es handelt sich um eine ultra-diffuse Zwerggalaxie (UDG), aber "Zwerg" bezieht sich auf ihre Helligkeit, nicht auf ihre Größe. Die Galaxie ist so groß wie die Milchstraße, enthält aber etwa 1000 Mal weniger Sterne. Beobachtungen und Analysen widersprechen der Vorstellung, dass alle Galaxien, und schon gar nicht die Zwerggalaxien, nur aufgrund der dunklen Materie existieren können, die sie zusammenhält.

Zwischen Juli und Oktober 2020 sammelten die Forscher mit dem VLA 40 Stunden lang Daten über die Gasbewegungen in dieser Galaxie. Aus den Beobachtungen erstellten sie eine Grafik, die auf der X-Achse die Entfernung des Gases von der Galaxie und auf der Y-Achse seine Rotationsgeschwindigkeit zeigt. Dies ist eine Standardmethode, um das Vorhandensein von dunkler Materie zu untersuchen. Inzwischen hat die Analyse gezeigt, dass die Bewegung des Gases in AGC 114905 vollständig erklärt werden kann, wenn man sich nur auf die sichtbare Materie bezieht.


Die Wissenschaftler versuchen daher zu erklären, was mit der dunklen Materie  geschehen ist. Eine ihrer Hypothesen besagt, dass AGC 114905 von großen Nachbargalaxien seine dunkle Materie entzogen bekommen haben könnte. Das Problem ist, dass es keine solchen Galaxien gibt. Um diesen Mangel an dunkler Materie auf der Grundlage des allgemein akzeptierten kosmologischen Modells Lambda-CDM zu erklären, müssten wir Parameter mit extremen Werten weit jenseits des akzeptierten Bereichs einführen. Auch auf der Grundlage eines alternativen Modells - der modifizierten Newtonschen Dynamik - können wir die Bewegung des Gases in dieser Galaxie nicht erklären.

Die Wissenschaftler sagen, dass es eine Vermutung gibt, die die Schlussfolgerungen ihrer Forschung verändern könnte. Diese Annahme ist der Winkel, in dem sie AGC 114905 beobachtet haben. Aber dieser Winkel müsste sich sehr von unseren Annahmen unterscheiden, damit die Schlussfolgerungen auf die Existenz dunkler Materie hindeuten, sagt Tom Oosterloo, Mitautor der Studie. Inzwischen hat das Forschungsteam die nächste UDG. Wenn auch dort keine Spuren von dunkler Materie gefunden werden, wäre dies eine sehr starke Bestätigung der bisherigen Beobachtungen.

Es sei an dieser Stelle daran erinnert, dass wir bereits vor 3 Jahren berichtet haben, dass ein Team der Yale University die erste Galaxie ohne dunkle Materie entdeckt hat. Die von den Niederländern angewandte Methode ist zuverlässiger und störungsresistenter.