Dunkle Materie in einer Galaxie „vermessen”

Wie ist die Dunkle Materie in einer Galaxie verteilt? Das herauszufinden ist alles andere als leicht, da diese weder sichtbar noch direkt messbar ist. Mithilfe einer neuen astronomisch-mathematischen Herangehensweise ist es jetzt Forschern gelungen, die Verteilung und Ausdehnung der Dunklen Materie in einer Galaxie zu ermitteln.

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Der Hauptteil der Masse unseres Universums besteht aus Dunkler Materie, doch die genaue Natur und Verteilung dieser rätselhaften Materieform ist noch immer nicht vollständig geklärt. Sie lässt sich – ähnlich wie die noch rätselhaftere Dunkle Energie – nicht direkt beobachten oder messen. Immerhin existieren bereits recht gute Schätzungen der Anteile der verschiedenen Materie- und Energieformen. Demnach nimmt die sichtbare Materie gerade einmal vier Prozent ein, 23 Prozent bestehen aus Dunkler Materie und der Rest entfällt auf die Dunkle Energie.

Bessere Gleichungen

Jetzt sind Wissenschaftler der Universität von Granada unter Leitung von Eduardo Battaner einen wichtigen Schritt weiter gekommen: Sie erfassten die Verteilung und das Verhalten der Dunklen Materie in einer Galaxie. Bisher beruhten Theorien zum Verhalten der Dunklen Materie, beispielsweise in einer Galaxie, auf Simulationen. Jetzt haben Astronomen und Mathematiker gemeinsam einen mathematischen Ansatz entwickelt, der auf Gleichungen und Funktionen basiert, die einen sehr viel genaueren Einblick in die Eigenschaften dieses Materietyps liefern sollen.

Im Zentrum am dichtesten

Als erstes nutzen die Wissenschaftler ihr Verfahren, um die Dichteverteilung der Dunklen Materie in einer Galaxie zu ermitteln. Aus den Berechnungen ergab sich, dass die Dunkle Materie im Zentrum der Galaxie am dichtesten ist und dann graduell nach außen hin abnimmt. Damit öähnelt sie in ihrer Verteilung der sichtbaren Materie. Insgesamt aber reicht sie weiter hinaus als diese, sie bestimmt damit letztlich die Größe der Galaxie. Bisher gingen Größenbestimmungen immer nur vom sichtbaren Materieanteil aus, jetzt muss offenbar umgedacht werden.

„Mit diesen Ergebnissen können wir zwar nicht feststellen, was die Dunkle Materie ist“, erklärt Battaner. „Aber wir haben ihr Verhalten definiert und besitzen nun Information, die uns hilft andere Eigenschaften wie beispielsweise ihre Temperatur zu ermitteln.“ Die neuen Erkenntnisse liefern in jedem Falle neuen Kriterien für die Analyse der Dunklen Materie, aber auch der galaktischen Dynamik.

(Andalucía Innova, 10.06.2009 – NPO)