Laut einer Studie könnte dunkle Materie eine leichte Wechselwirkung mit gewöhnlicher Materie haben

Der Grund, warum wir Dunkle Materie dunkel nennen, liegt nicht darin, dass es sich um Dunkle Materie handelt. Dies liegt daran, dass dunkle Materie nicht mit Licht interagiert. Der Unterschied ist subtil, aber wichtig. Gewöhnliche Materie kann dunkel sein, weil sie Licht absorbiert. Deshalb können wir beispielsweise den Schatten von Molekülwolken auf den verstreuten Sternen der Milchstraße sehen. Dies ist möglich, weil Licht und Materie eine Art Verbindung haben.

Licht ist eine elektromagnetische Welle und Atome enthalten elektrisch geladene Elektronen und Protonen, sodass Materie Licht emittieren, absorbieren und streuen kann. Dunkle Materie ist nicht elektrisch geladen. Es hat keine Möglichkeit, eine Verbindung zum Licht herzustellen, und wenn helle und dunkle Materie aufeinandertreffen, passieren sie einfach einander.

Alle unsere Beobachtungen legen nahe, dass dunkle Materie und Licht nur die Schwerkraft gemeinsam haben. Wenn sich beispielsweise dunkle Materie um eine Galaxie ansammelt, kann ihre Anziehungskraft das Licht krümmen. Damit können wir die Verteilung der Dunklen Materie im Universum kartieren, indem wir beobachten, wie Licht durch die Schwerkraft um sie herum angezogen wird.

Wir wissen auch, dass Dunkle Materie und reguläre Materie gravitativ interagieren. Der Tauziehen der Dunklen Materie führt dazu, dass sich Galaxien zu Superhaufen zusammenschließen. Eine unbeantwortete Frage ist jedoch, ob dunkle Materie und reguläre Materie nur gravitativ interagieren. Wenn sich die Wege eines Atoms und eines Teilchens aus dunkler Materie kreuzen würden, würden sie sich dann wirklich kreuzen?

Da wir die Teilchen der Dunklen Materie nicht direkt beobachtet haben, können wir nur spekulieren, aber die meisten Modelle der Dunklen Materie gehen davon aus, dass die Schwerkraft die einzige gemeinsame Verbindung zwischen Licht und gewöhnlicher Materie ist. Dunkle Materie und reguläre Materie verklumpen umeinander, kollidieren jedoch nicht und verschmelzen nicht wie interstellare Wolken. Eine neue Studie legt jedoch nahe, dass die beiden interagieren, was subtile Aspekte dieser mysteriösen Angelegenheit enthüllen könnte.

Die Studie konzentriert sich auf sechs ultraschwache Zwerggalaxien, kurz UFDs. Dabei handelt es sich um Satellitengalaxien in der Nähe der Milchstraße, die weitaus weniger Sterne zu enthalten scheinen, als ihre Masse vermuten lässt. Dies liegt daran, dass sie größtenteils aus dunkler Materie bestehen. Die Ergebnisse werden veröffentlicht in Briefe aus der astrophysikalischen Zeitschrift.

Wenn gewöhnliche Materie und Dunkle Materie nur durch die Schwerkraft interagieren, sollte die Verteilung der Sterne in diesen kleinen Galaxien einem bestimmten Muster folgen. Wenn Dunkle Materie und reguläre Materie direkt interagieren, wird diese Verteilung verzerrt.

Um dies zu testen, führte das Team Computersimulationen beider Szenarien durch. Sie fanden heraus, dass im Modell ohne Wechselwirkung die Verteilung der Sterne im Zentrum der UFDs dichter und an den Rändern diffuser werden sollte. Im interaktiven Modell sollte die Sternverteilung gleichmäßiger sein. Als sie diese Modelle mit Beobachtungen der sechs Galaxien verglichen, stellten sie fest, dass das Wechselwirkungsmodell etwas besser passte.

Es scheint daher, dass Dunkle Materie und reguläre Materie über ihre Gravitationskräfte hinaus interagieren. Es gibt nicht genügend Daten, um die genaue Art der Interaktion zu bestimmen, aber die Tatsache, dass es überhaupt eine Interaktion gibt, ist eine Überraschung. Das bedeutet, dass unsere traditionellen Modelle der Dunklen Materie zumindest teilweise falsch sind.

Es könnte auch den Weg für neue Methoden zum direkten Nachweis dunkler Materie ebnen. Mit der Zeit könnten wir vielleicht endlich das Geheimnis dieses dunklen, aber nicht völlig unsichtbaren Materials lösen.