Hat der Satellit Gaia endlich die Existenz der Dunklen Materie bewiesen?
Der ESA-Satellit Gaia hat unser Wissen über die Milchstraße revolutioniert. Mit seiner Präzision misst Gaia Sterne und ihre Bewegungen über unsere Galaxie hinweg. Nun könnten diese Daten das Rätsel der Dunklen Materie etwas näher bringen!
Gaia enthüllt neue Details zu unserer Milchstraße und der Dunklen Materie
Die Milchstraße dreht sich, und die Geschwindigkeit dieser Rotation ist eine wichtige Spur für Astronomen. Man erwartet, dass Sterne außerhalb des Zentrums langsamer kreisen, doch die Realität ist anders. Gaia zeigt jetzt eine leicht sinkende Rotationskurve in den äußeren Regionen unserer Galaxie.
Diese Beobachtung widerspricht teilweise dem, was bisher gedacht wurde: Die Rotation blieb über große Entfernungen konstant, was für die Existenz Dunkler Materie sprach. Doch wie genau passt Gaia‘s Datenbild zu Theorien über diese mysteriöse Materie? Ein Blick auf die Modelle lohnt sich.
Dunkle Materie: Unsichtbar, aber gravitationsstark
Dunkle Materie, von der man annimmt, dass sie rund 30 Prozent der Masse unseres Universums ausmacht, ist nicht sichtbar und strahlt kein Licht ab. Dennoch beeinflusst sie die Bewegungen von Sternen und Gas. Ohne sie würden äußere Sterne in der Milchstraße mit viel zu hoher Geschwindigkeit davonschießen!
Gaia’s Präzisionsdaten erlauben nun eine bessere Prüfung von Modellen, die Dunkle Materie in der Galaxie beschreiben. Das populärste im Gespräch ist das Navarro-Frenk-White-Modell (NFW), das Dunkle Materie als Halo um Galaxien annimmt. Dieses Modell passt überraschend gut zum jetzt erkennbaren Abfall der Rotationsgeschwindigkeit.
MOND – Eine alternativer Erklärungsversuch
MOND, die Modifizierte Newtonsche Dynamik, versucht ohne Dunkle Materie auszukommen. Diese Theorie passt bei flachen Rotationskurven gut, hat jedoch Probleme mit Gaia’s Daten. Die sinkende Rotationskurve fordert MOND heraus, da sie nicht ohne größere Anpassungen erklärbar ist.
Die volle Deutlichkeit dieser Abnahme lässt MOND nur mit ungewöhnlichen Annahmen, etwa einer massiveren sichtbaren Materie, funktionieren. Kritisch bleibt dabei: Beobachtete Sternmassen können das nicht wirklich stützen. Das bringt die Dunkle Materie wieder in den Vordergrund als beste Erklärung.
XENON-Experiment und die Suche nach den direkten Spuren Dunkler Materie
Während Gaia im All kartografiert, forschen Wissenschaftler tief unter der Erde nach direkten Nachweisen Dunkler Materie. Das XENON-Experiment in den Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italien ist aktuell das sensibelste seiner Art. Dort könnten schwach wechselwirkende massive Teilchen – WIMPs – nachgewiesen werden.
Die Technik beruht auf flüssigem Xenon, das bei Kollisionen von WIMPs mit Atomkernen winzige Lichtblitze aussendet. XENONnT mit fast zehn Tonnen Xenon arbeitet extrem präzise – erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass die direkte Sichtung von Dunkler Materie nicht mehr weit entfernt sein könnte.
Was bedeutet das für unser Verständnis des Universums?
Gaia’s Daten und XENON’s Laborergebnisse ergeben ein Bild, das zwar nicht alle Fragen beantwortet, aber Dunkle Materie als Schlüsselbauer des Universums festigt. Ohne sie wären stabile Galaxien kaum möglich, das bestätigt Professorin Kathrin Valerius vom KIT eindrücklich.
Die Suche ist allerdings noch lange nicht vorbei. Neue Detektoren wie das geplante DARWIN-Projekt versprechen weitere Einblicke. Es bleibt spannend zu sehen, ob Gaia tatsächlich den Beweis geliefert hat oder ob noch mehr Überraschungen warten.
Lena Wagner ist die Seele des Blogs. Als echte Münchnerin mit einem Händchen für die feinen italienischen Aromen, teilt sie ihre Liebe zur perfekten Pizza und zur bayerischen Gastlichkeit. Lena weiß, wie man herzhafte Tradition und mediterrane Leichtigkeit harmonisch verbindet. Sie gibt hier die besten Tipps, neue Kreationen und alles über unsere Spezialitäten.
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