Astronomen entdecken „dunkle Galaxien“

Unsichtbarer Hüter: Astronomen haben mehr als 800 Exemplare der rätselhaften dunklen Galaxien entdeckt. Diese enthalten kaum Sterne und Gas, sind aber trotzdem massereich. Die Forscher vermuten daher, dass sie bis zu 99 Prozent aus Dunkler Materie bestehen. Dies könnte auch erklären, warum diese dunklen Galaxien trotz der starken Gezeitenkräfte im Inneren des Coma-Galaxienhaufens noch existieren.

Dass es sie gibt, haben Astronomen erst im letzten Jahr entdeckt: 2014 stießen sie erstmals auf Galaxien, die völlig anders sind als die bisher bekannten. Denn diese „dunklen Galaxien“ sind zwar normalgroß und massereich, aber enthalten extrem wenig Sterne oder Gas. So sind viele von ihnen etwa so groß wie die Milchstraße, sie besitzen aber nur ein Tausendstel ihrer Sternenpopulation.

Massereich, aber sternenarm

Jetzt haben Astronomen mit Hilfe des Subaru Teleskops auf Hawaii weitere 854 dieser dunklen Galaxien im Coma-Cluster entdeckt. Dieser Galaxienhaufen liegt gut 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und enthält vorwiegend elliptische Galaxien. Zwischen diesen helleren Sternenansammlungen beobachteten die Forscher nun zahlreiche sehr viel lichtschwächere, eher verwaschen wirkende Galaxienflecken.

„Diese Galaxien erscheinen nicht nur sehr diffus, sie müssen auch von etwas sehr massereichem umgeben sein“, erklärt Studienleiter Jin Koda von der Stony Brook University in New York. Denn obwohl diese Galaxien nur sehr wenige Sterne enthalten, wurden sie bisher nicht von den starken Gezeitenkräften im Cluster auseinandergerissen. Offensichtlich gibt es in diesen dunklen Galaxien eine große Masse, deren Gravitation sie zusammenhält.

Dunkle Materie als Stabilisator?

Die Astronomen vermuten, dass die Dunkle Materie für diesen mysteriösen Zusammenhalt verantwortlich sein könnte. „Diese dunklen Galaxien müssen von Dunkler Materie dominiert sein, wenn sie in dem starken Gezeitenfeld im Zentrum des Clusters so lange überlebt haben“, so die Forscher. Sie schätzen, dass die Galaxien nur rund ein Prozent normale Materie enthalten, die restlichen 99 Prozent aber aus der Dunklen Materie bestehen.

Vermutlich entstanden die dunklen Galaxien in der Frühzeit des Coma Clusters. Damals müssen Wechselwirkungen mit der Cluster-Umgebung dazu geführt haben, dass die jungen Galaxien einen Großteil ihres Gases verloren. Damit aber fehlte ihnen der Rohstoff für die Sternenbildung und sie blieben sternenarm. Ihre Dunkle Materie blieb aber erhalten und wurde dadurch extrem dominant.

Ob es sich bei dem rätselhaften Stabilisator dieser dunklen Galaxien tatsächlich um Dunkle Materie handelt, lässt sich allerdings nur indirekt herausfinden. Denn die Dunkle Materie selbst ist unsichtbar und kann bisher nur über ihre Schwerkraftwirkung auf normale Materie nachgewiesen werden. Astronomen tun dies beispielsweise, indem sie die Bewegung der Sterne in den Galaxien messen. Im Fall des Coma-Clusters ist dies allerdings schwierig, weil die Galaxien weit entfernt und sehr lichtschwach sind. (Astrophysical Journal Letters, 2015; arXiv:1506.01712)

(Subaru Telescope, 23.06.2015 – NPO)