Astrophysiker finden neue Hinweise auf die Natur der Dunkelmaterie

Das Universum besteht zu etwa einem Viertel aus der so genannten Dunkelmaterie. Deren Zusammensetzung ist bislang unbekannt. Doch nun haben Forscher von der Uni Würzburg erstmals die Masse der Dunkelmaterie-Teilchen bestimmt. Ihr Bericht ist in „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Kein Wissenschaftler kann hundertprozentig sagen, woraus das Universum zusammengesetzt ist. Sterne und Gaswolken machen nur rund fünf Prozent seiner Masse aus, die dunkle Materie etwa 25 Prozent. „Jede sichtbare Galaxie ist von dieser geheimnisvollen Materie wie von einer Art Kugel umgeben“, erklärt der Würzburger Astrophysiker Dominik Elsässer. Die Galaxien selbst können spiralförmig sein, wie die Milchstraße, aber auch die Gestalt von Kugeln oder Ellipsen haben.

Die Masse der Dunkelmaterie-Teilchen haben Dominik Elsässer und Karl Mannheim auf etwa das Doppelte der Masse eines Goldatoms bestimmt. Das gelang ihnen mit Einsteins berühmter Formel zur Verknüpfung von Energie und Masse. Das Ergebnis stimme gut mit den Vorhersagen der Supersymmetrie-Theorie überein, sagen die Forscher. Dieser Theorie zufolge soll die Dunkelmaterie aus einer neuen Art von Elementarteilchen bestehen, den Neutralinos, die bislang experimentell noch nicht nachgewiesen wurden.

Die Arbeit der Würzburger Astrophysiker gründet sich auf Daten, die der Nasa-Satellit „Compton Gamma Ray Observatory“ von 1991 bis 2000 gesammelt hat. Die jüngste Aufarbeitung dieser Messwerte wurde 2004 freigegeben. Darin fanden die Wissenschaftler einen deutlichen Überschuss von kosmischer Gammastrahlung bei Energien, die etwa eine Milliarde Mal größer sind als die des sichtbaren Lichts. Der Supersymmetrie-Theorie gemäß würde ein solches Signal entstehen, wenn sich Neutralinos gegenseitig vernichten.