Sie ist als ultra-diffuse Zwerggalaxie klassifiziert und hat die Größe unserer eigenen Milchstraße. Sie heißt AGC 114905 und ist etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt.
Die erste Galaxie, die keine Spur von dunkler Materie aufweist, wurde beobachtet: AGC 114905. Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung von Forschern aus den Niederlanden hat vierzig Stunden lang mit modernsten Teleskopen detaillierte Messungen an sechs Galaxien mit wenig oder gar keiner dunklen Materie vorgenommen. Die Ergebnisse werden vom Team um Pavel Mancera Piña von der Universität Groningen und Astron in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Die Merkmale der Galaxie ohne dunkle Materie
Als das Team die sechs Galaxien entdeckte, die keine oder nur wenig dunkle Materie zu haben schienen, begann es mit den 40-stündigen Messungen mit dem Very Large Array (VLA) in New Mexico in den USA. Mit der Wiederholung der Messungen wurden die Beweise für das Fehlen dunkler Materie immer deutlicher, insbesondere für die Galaxie AGC 114905, die etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt ist. AGC 114905 ist als ultradiffuse Zwerggalaxie klassifiziert und hat etwa die Größe unserer eigenen Milchstraße, enthält aber tausendmal weniger Sterne. Bislang ging man jedoch davon aus, dass alle Galaxien, und erst recht ultra-diffuse Zwerggalaxien, nur existieren können, wenn sie von dunkler Materie zusammengehalten werden.
Die Suche nach einer Galaxie ohne dunkle Materie
Zu AGC 114905 sammelten die Forscher zwischen Juli und Oktober 2020 40 Stunden lang Daten über die Rotation ihres Gases. Anschließend erstellten sie ein Diagramm, das auf der x-Achse die Entfernung des Gases vom Zentrum der Galaxie und auf der y-Achse die Rotationsgeschwindigkeit des Gases zeigt. Dies ist eine Standardmethode, um das Vorhandensein von dunkler Materie nachzuweisen. Die Grafik zeigt jedoch, dass die Gasbewegungen nur durch normale Materie vollständig erklärt werden können.
"Das ist natürlich das, was wir uns gedacht und erhofft haben, denn es bestätigt unsere früheren Messungen", so Pavel Mancera Piña. "Aber das Problem ist, dass die Theorie vorhersagt, dass es in AGC 114905 dunkle Materie geben muss, aber unsere Beobachtungen sagen, dass es sie nicht gibt." In ihrer wissenschaftlichen Veröffentlichung listen die Forscher eine nach der anderen mögliche Erklärung für das Fehlen der dunklen Materie auf, die jedoch alle noch überprüft werden müssen, da sie nicht zu einer eindeutigen Schlussfolgerung führen.
Eine Motivation könnte zum Beispiel sein, dass AGC 114905 durch große nahe gelegene Galaxien der dunklen Materie beraubt wurde. "Aber es gibt keine. Und in dem bekanntesten Galaxienentstehungsmodell", erklärt Mancera Piña, "dem so genannten Modell der kalten dunklen Materie, müssten wir extreme Parameterwerte einführen, die weit über den normalen Bereich hinausgehen."
In der Zwischenzeit untersuchen die Forscher eine zweite ultradiffuse Zwerggalaxie genauer, in der es keine Spur von dunkler Materie zu geben scheint. Sollten die Ergebnisse mit denen von AGC 114905 vergleichbar sein, würde die Hypothese der Existenz von Galaxien ohne dunkle Materie noch stärker werden. In der Zwischenzeit hat eine andere Studie die Theorie über den Ursprung der dunklen Materie umgestoßen und behauptet, dass sie aus "gewöhnlicher" Materie stammen könnte. Die Wissenschaftler untersuchen auch Gravitationswellen, die eines der Rätsel des Universums lösen könnten.
Stefania Bernardini