Das mysteriöse Zentrum unserer Galaxie, Lebensraum eines supermassiven Schwarzen Lochs und Quelle der stärksten Strahlungsflüsse, hält neue Überraschungen bereit. Vielleicht war er es, der den ersten Beweis für die Existenz dunkler Materie lieferte.
Fermi-Gamma-Orbital-Teleskop
In ihrer eigenen Analyse von Daten, die vom umlaufenden Fermi-Gammastrahlenteleskop gesammelt wurden, haben die amerikanischen Physiker Dan Hooper und Lisa Goodenough Beweise dafür geliefert, dass extrem hochenergetische Gammastrahlenphotonen aus dem Zentrum der Milchstraße kommen können das Ergebnis einer Kollision von Teilchen der Dunklen Materie sein.
Erinnern wir uns kurz an die dunkle Materie, deren Konzept entstand, um zwei Widersprüche in der Astrophysik auf einmal zu erklären. Erstens die Diskrepanz zwischen der Masse astronomischer Objekte, berechnet aus der Menge der sichtbaren Materie, und den indirekten Gravitationseffekten, die sie erzeugt. Zweitens der Widerspruch zwischen den auf unterschiedliche Weise erh altenen Dichteparametern des Universums.
Wissenschaftlern zufolge geht Dunkle Materie keine Wechselwirkung mit gewöhnlicher Materie ein, außer der Gravitation - und nach den von ihr ausgeübten Effekten zu urteilen, sollte sie 5-mal stärker sein als gewöhnliche Materie. Da aber alle anderen Wechselwirkungen für ihn nicht zu existieren scheinen, emittiert oder absorbiert er nicht – und es ist unmöglich, ihn direkt zu beobachten. Es gibt also trotz einiger ziemlich sensationeller Versprechungen immer noch keinen direkten und strengen Beweis für seine Existenz.
Die eigentliche Natur der Dunklen Materie bleibt ein Bereich, in dem nur Hypothesen aufgestellt werden können. Die populärste Version besagt, dass dunkle Materie aus schweren und sich langsam bewegenden subatomaren Teilchen besteht – diese Version ist als „k alte dunkle Materie“bekannt.
Es wird angenommen, dass sich seine schweren Partikel unmittelbar nach dem Urknall extrem langsam bewegten, sodass Partikel gewöhnlicher Materie um sie herum konvergierten und allmählich Wolken und die ersten Sterne bildeten, und dass sie sich nicht einfach gleichmäßig verteilten Raum. Diese massiven Teilchen werden WIMPs genannt, und die Theorie besagt, dass sie sich gegenseitig vernichten und dabei Gammastrahlen emittieren können. Natürlich gibt es alternative Versionen – bis hin zum kompletten Gegenteil, die postulieren, dass dunkle Materie aus sich schnell bewegenden und extrem leichten Teilchen besteht, aber jetzt sprechen wir von WIMPs.
Laut Hooper waren sie in der Lage, einen anomalen Fluss von Gammastrahlen-Photonen zu entdecken, ungewöhnlich hochenergetisch sogar für diesen harten Teil des Spektrums. Dieser Strom kommt aus dem Zentrum der Milchstraße, aus ihrem Kern, innerhalb von nur 100 Lichtjahren. Diese Tatsache kann das Vorhandensein eines gewöhnlichen astronomischen Objekts nicht erklären. Sobald die Wissenschaftler jedoch Dunkle Materie mit dem Fall verbanden, fügte sich alles zusammen.
Hooper und Goodenough erkannten die Kühnheit dieses Schrittes und demonstrierten ihre Ergebnisse vor der Veröffentlichung einer Reihe von Experten, und alle stimmten ihren Schlussfolgerungen zu: Die Strahlung ist genau die gleiche, die als Ergebnis beobachtet werden konnte Kollision und Vernichtung schwerer WIMPs im Zentrum der Galaxie. Der Astrophysiker Craig Hogan kommentierte: „Dies ist die einfachste und klarste Erklärung: Wenn etwas wie eine Ente aussieht, wenn es wie eine Ente quakt, dann ist es eine Ente.“
Und außerdem kamen Hooper und Goodenough bei der Analyse der Eigenschaften der Gammastrahlung nicht nur zu dem Schluss, dass sie von WIMPs erzeugt wird, sondern schätzten auch ihre Masse - etwa 7,3−9,2 GeV, T.d.h. etwa 8 mal schwerer als ein Proton. Interessanterweise deckt sich diese Zahl mit den Daten, die italienische Physiker im Zuge des viel kritisierten DAMA-Experiments (sprich: „Dark History“) gewonnen haben.
