Simona Murgia beschäftigt sich mit der mysteriösen Dunklen Materie, aus der nach gängigen Modellen etwa ein Viertel des Universums bestehen soll. Der Nasa-Satellit Fermi hat jetzt ein Jahr lang nach Spuren Dunkler Materie Ausschau gehalten - allerdings nichts gefunden.
Das sei schon etwas enttäuschend, auch wenn man nicht mit einem sofortigen glasklaren Beleg für die Dunkle Materie gerechnet habe, betont die Wissenschaftlerin von der renommierten Stanford-Universität in den USA. Insgeheim aber hatten vor allem die Teilchenphysiker darauf gesetzt, dass Fermi recht schnell die aktuellen Theorien stützen würde. Nach denen besteht die Dunkle Materie aus geisterhaften Elementarteilchen, die selbst nicht zu sehen sind. Stoßen allerdings zwei Teilchen der Dunklen Materie zusammen, so zerstrahlen sie und leuchten im Bereich der Gammastrahlung. Die Beobachtung dieser Gammastrahlung gilt als beste Art, um Dunkle Materie nachzuweisen.
"Wir suchen vor allem bei Zwerggalaxien nach den Spuren der Dunklen Materie. In diesen Galaxien gibt es recht wenige leuchtende Sterne, aber große Mengen an Dunkler Materie. Diese kleinen Galaxien haben zudem keine Objekte aus normaler Materie, die Gamma-Strahlung aussenden. Daher wäre ein Gamma-Leuchten von dort ein sehr klares Indiz für die Dunkle Materie."
Der Fermi-Satellit kreist in gut 500 Kilometer Höhe um die Erde. Sein Hauptinstrument ist eine Weitwinkelkamera, die alle drei Stunden den gesamten Himmel im Bereich der Gammastrahlung aufnimmt. Zwar beobachtet Fermi zahlreiche Gammaquellen im All. Doch bei keiner der 25 Zwerggalaxien, die Simona Murgia und ihr Team untersucht haben, gibt es bisher Hinweise auf das verräterische Gammaleuchten der Dunklen Materie. Das muss noch nicht heißen, dass es dort keine Dunkle Materie gibt. Es zeigt aber, dass die Dunkle Materie offenbar nicht die Eigenschaften haben kann, die Theoretiker ihr gerne zuschreiben.
"Wir setzen den Modellen für die Dunkle Materie bereits interessante Grenzen. Dass wir in den Zwerggalaxien bisher keinerlei Spuren der Dunklen Materie sehen, ist mit einigen Modellen der so genannten minimalen Supersymmetrie kaum zu erklären. Nach dem, was die Teilchenphysiker dort vorschlagen, hätten wir ein recht starkes Signal sehen müssen. Dass wir dort nichts sehen, schließt manche Modelle über die Dunkle Materie aus oder macht sie zumindest sehr unwahrscheinlich."
Auch eine Nicht-Entdeckung kann also ein wissenschaftlich bedeutendes Ergebnis sein. Nachdem es zuletzt bei Messungen der kosmischen Strahlung vage Hinweise auf die Teilchen der Dunklen Materie gegeben hatte, sorgt die fehlende Gammastrahlung jetzt für großes Aufsehen. Die Forscher warten gespannt, ob auch die weiteren Messungen des Fermi-Satelliten diesen Befund bestätigen. Simona Murgia weiß, dass die Daten ihres Teams bei den Theoretikern auf ein geteiltes Echo stoßen werden.
"Einige werden schon enttäuscht sein, aber die meisten fühlen sich noch ganz wohl. Theoretiker sind immer sehr kreativ, ein Modell an die Daten anzupassen. Das werden die auch jetzt versuchen."
Fermi wird noch mindestens bis zum Jahr 2013 nach dem möglichen Gammaleuchten der zerstrahlten Dunklen Materie Ausschau halten. Manche Experten bezweifeln, dass sich die Theorien noch lange entsprechend verbiegen lassen. Zu sehr häufen sich in letzter Zeit in vielen Bereichen die Anzeichen dafür, dass die Dunkle Materie womöglich gar nicht existiert oder sie sich zumindest ganz anders verhält, als es das Standardmodell vorhersagt. Auf die Physiker kommen bewegte Zeiten zu.
Das sei schon etwas enttäuschend, auch wenn man nicht mit einem sofortigen glasklaren Beleg für die Dunkle Materie gerechnet habe, betont die Wissenschaftlerin von der renommierten Stanford-Universität in den USA. Insgeheim aber hatten vor allem die Teilchenphysiker darauf gesetzt, dass Fermi recht schnell die aktuellen Theorien stützen würde. Nach denen besteht die Dunkle Materie aus geisterhaften Elementarteilchen, die selbst nicht zu sehen sind. Stoßen allerdings zwei Teilchen der Dunklen Materie zusammen, so zerstrahlen sie und leuchten im Bereich der Gammastrahlung. Die Beobachtung dieser Gammastrahlung gilt als beste Art, um Dunkle Materie nachzuweisen.
"Wir suchen vor allem bei Zwerggalaxien nach den Spuren der Dunklen Materie. In diesen Galaxien gibt es recht wenige leuchtende Sterne, aber große Mengen an Dunkler Materie. Diese kleinen Galaxien haben zudem keine Objekte aus normaler Materie, die Gamma-Strahlung aussenden. Daher wäre ein Gamma-Leuchten von dort ein sehr klares Indiz für die Dunkle Materie."
Der Fermi-Satellit kreist in gut 500 Kilometer Höhe um die Erde. Sein Hauptinstrument ist eine Weitwinkelkamera, die alle drei Stunden den gesamten Himmel im Bereich der Gammastrahlung aufnimmt. Zwar beobachtet Fermi zahlreiche Gammaquellen im All. Doch bei keiner der 25 Zwerggalaxien, die Simona Murgia und ihr Team untersucht haben, gibt es bisher Hinweise auf das verräterische Gammaleuchten der Dunklen Materie. Das muss noch nicht heißen, dass es dort keine Dunkle Materie gibt. Es zeigt aber, dass die Dunkle Materie offenbar nicht die Eigenschaften haben kann, die Theoretiker ihr gerne zuschreiben.
"Wir setzen den Modellen für die Dunkle Materie bereits interessante Grenzen. Dass wir in den Zwerggalaxien bisher keinerlei Spuren der Dunklen Materie sehen, ist mit einigen Modellen der so genannten minimalen Supersymmetrie kaum zu erklären. Nach dem, was die Teilchenphysiker dort vorschlagen, hätten wir ein recht starkes Signal sehen müssen. Dass wir dort nichts sehen, schließt manche Modelle über die Dunkle Materie aus oder macht sie zumindest sehr unwahrscheinlich."
Auch eine Nicht-Entdeckung kann also ein wissenschaftlich bedeutendes Ergebnis sein. Nachdem es zuletzt bei Messungen der kosmischen Strahlung vage Hinweise auf die Teilchen der Dunklen Materie gegeben hatte, sorgt die fehlende Gammastrahlung jetzt für großes Aufsehen. Die Forscher warten gespannt, ob auch die weiteren Messungen des Fermi-Satelliten diesen Befund bestätigen. Simona Murgia weiß, dass die Daten ihres Teams bei den Theoretikern auf ein geteiltes Echo stoßen werden.
"Einige werden schon enttäuscht sein, aber die meisten fühlen sich noch ganz wohl. Theoretiker sind immer sehr kreativ, ein Modell an die Daten anzupassen. Das werden die auch jetzt versuchen."
Fermi wird noch mindestens bis zum Jahr 2013 nach dem möglichen Gammaleuchten der zerstrahlten Dunklen Materie Ausschau halten. Manche Experten bezweifeln, dass sich die Theorien noch lange entsprechend verbiegen lassen. Zu sehr häufen sich in letzter Zeit in vielen Bereichen die Anzeichen dafür, dass die Dunkle Materie womöglich gar nicht existiert oder sie sich zumindest ganz anders verhält, als es das Standardmodell vorhersagt. Auf die Physiker kommen bewegte Zeiten zu.