Brücke aus Dunkler Materie entdeckt

Dunkler Super-Highway: Astronomen haben eine Brücke aus Dunkler Materie entdeckt, die sich von der Lokalen Gruppe bis hin zum Virgo-Galaxienhaufen erstreckt. Dieses Filament könnte die rätselhaft scheibenförmige Anordnung der Zwerggalaxien um die Milchstraße und ihre Nachbargalaxien erklären. Denn die Brücke erzeugt eine Art Strömung, die diese galaktischen Trabanten auf ihre heutigen Positionen brachte, wie die Forscher berichten.

Unsere Milchstraße ist umgeben von zahlreichen kleinen Galaxien, die sie wie Satelliten umkreisen. Erst im März 2015 entdeckten Forscher bei einer Himmelskartierung weitere dieser Zwerggalaxien und auch unserer Nachbargalaxie Andromeda ist von solchen Trabanten umgeben. Gängiger Theorie nach entstehen solche Zwerge dort, wo Dunkle Materie zum Kollaps lokaler Gasansammlungen führte und so neue Sterne entstehen ließ.

Rätselhafte Scheiben

Doch die Zwerggalaxien der Milchstraße und ihrer Nachbarn verhalten sich anders als nach dieser Theorie zu erwarten. Sie sind nicht halbwegs gleichmäßig um die Milchstraßen-Ebene verteilt, sondern zu einer riesigen, flachen, wahrscheinlich sogar rotierenden Scheibe verdichtet. Bei Andromeda bilden sie sogar zwei solcher Scheiben, die nahezu parallel zur Galaxienebene liegen.

Das aber passt nicht zur gängigen Theorie, nach der die Verteilung von kalter Dunkler Materie und Dunkler Energie die Verteilung von Materie im All bestimmt, wie Noam Libeskind vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam (AIP) und seine Kollegen erklären. Denn dann dürften die Zwerggalaxien nicht in solchen klar erkennbaren Scheiben angeordnet sein. „Die Modelle tun sich schwer darin, solche Satelliten-Verteilung wie in unserem lokalen Universum zu erklären“, so die Forscher.

Die Strömungen in der Umgebung von Milchstraße (MW) und Andromeda (M31) © AIP / Noam I. Libeskind

Kosmische Strömungslinien

Die Astronomen hatten jedoch einen Verdacht: Möglicherweise gibt es Strömungen Dunkler Materie im lokalen Universum, die die Zwerggalaxien beeinflussen und so ihre seltsamen Bahnen erklären könnten. Um das zu überprüfen, rekonstruierten die Forscher aus Beobachtungsdaten und mit Hilfe von Modellen das Dichte- und Geschwindigkeitsfeld für unsere kosmische Nachbarschaft. Dieses ergibt sich aus der Verteilung und den Bewegungen lokaler Objekte.

Die resultierende Karte zeigt tatsächlich eine gigantische Strömung – ein brückenartiges Filament, das sich vom benachbarten Virgo-Cluster durch die gesamte Lokale Gruppe zieht. Weil sich ein leerer Raum in unserer kosmischen Nachbarschaft, die sogenannte Lokale Leere, zudem ausdehnt, wird diese Brücke aus Dunkler Materie seitlich komprimiert. „Vier von fünf Scheiben der Zwerggalaxien sind entlang der Achse dieser Kompression angeordnet“, berichten die Forscher.

Super-Highway für Zwerggalaxien

„Zum ersten Mal konnten wir über Beobachtungsdaten nachweisen, dass sogenannte Super Highways die Zwerggalaxien durch den gesamten kosmischen Raum über Brücken aus Dunkler Materie leiten“, so Libeskind. Diese neu entdeckten Brücken versöhnen die seltsamen Bahnen der Zwerggalaxien mit dem Modell der kalten Dunklen Materie. Denn dieses sagt voraus, dass sich Satelliten entlang der Achse des langsamsten Kollapses bewegen.

„Es ist beeindruckend, wie sehr diese galaktischen Brücken die Zwerggalaxien beeinflussen, insbesondere, wenn man den Größenunterschied bedenkt“, fährt Libeskind fort. „Die Scheibe, auf der die Zwerggalaxien sich sammeln, hat in etwa ein Prozent der Größe der galaktischen Brücke Richtung Virgo-Galaxienhaufen.“ (Monthly Notices of the Royal Astronómical Society, 2015; doi: 10.1093/mnras/stv1302)

(Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, 15.07.2015 – NPO)