Dunkler Materie: Ein Ring aus Dunkler Materie

Ein internationales Astronomenteam hat mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble einen Ring aus Dunkler Materie entdeckt. Er entstand vor langer Zeit, als zwei massereiche Galaxienhaufen zusammenstießen. Die Dunkle Materie in dem Ring ist komplett anders verteilt als die umgebende "gewöhnliche" Materie - der bislang einzige bekannte Fall dieser Art.

Dunkle Materie in Kreisform — © NASA/ESA/M.J. Jee/H. Ford (Ausschnitt)

Astronomen vermuten schon seit langem, dass im Weltall eine bislang rätselhafte Materieform existiert, die mit "normaler" Materie nur über die Schwerkraft in Wechselwirkung tritt. Diese so genannte Dunkle Materie muss es geben, andernfalls würden die Galaxienhaufen auseinander fliegen: Die Masse der normalen, sichtbaren Materie reicht nicht aus, um mit ihrer Gravitationswirkung die Haufen zusammenzuhalten.

Der jetzt entdeckte Ring ist der bislang stärkste Beweis dafür, dass die Dunkle Materie tatsächlich existiert. Er befindet sich im Galaxienhaufen ZwCl 0024+1652, etwa fünf Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Sein Durchmesser beträgt 2,6 Millionen Lichtjahre.

Die Forscher fanden den Ring, als sie die Masseverteilung innerhalb des Haufens untersuchten. Dunkle Materie ist nicht direkt sichtbar, aber sie verrät sich, indem sie mit ihrer Schwerkraft Lichtstrahlen krümmt. Das führt aus der Sicht eines Beobachters zur optischen Verzerrung des hinter ihr liegenden Sternhimmels.

Sehr überrascht waren die Astronomen davon, dass die Dunkle Materie in dem Ring offenbar völlig anders verteilt ist als die umliegenden Galaxien und Gaswolken aus gewöhnlicher Materie. Normalerweise treten die beiden Materieformen gemeinsam auf, da sie sich mittels ihrer Schwerkraft gegenseitig anziehen (Nachtrag der Redaktion vom 18.05.: Bereits im August 2006 hatten Beobachtungen am Galaxienhaufen 1E 0657-56, Spitzname "Bullet Cluster", gezeigt, dass die Dunkle Materie dort anders verteilt ist als die gewöhnliche. Allerdings galt dies nur für das heiße Gas, nicht aber für die Galaxien).

Dass im Galaxienhaufen ZwCl 0024+1652 andere Verhältnisse herrschen, liegt vermutlich daran, dass er vor ein bis zwei Milliarden Jahren mit einem anderen Haufen kollidierte. Dies sagten Holland Ford und Myungkook Jee, Astronomen an der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, die beide an der Entdeckung des Rings beteiligt waren. Bei dem Zusammenstoß der Galaxienhaufen sei die Dunkle Materie ins Zentrum des vereinigten Haufens gefallen, zurückgeprallt und wieder nach außen katapultiert worden, so die Forscher. Während sie vom Zentrum wegflog, sei sie jedoch unter dem Einfluss der Schwerkraft allmählich langsamer geworden und hätte sich immer mehr zusammengeschoben. Dabei – so die Astronomen – sei eine Struktur entstanden, die für irdische Beobachter wie ein Ring aussieht.