Zwei mysteriöse Galaxien ohne dunkle Materie könnten eine umwerfende Entstehungsgeschichte haben.
Forscher vermuten, dass vor etwa 8 Milliarden Jahren zwei Zwerggalaxien aufeinanderprallten. Dieser kosmische Absturz führte dazu, dass sich das Gas in diesen beiden Galaxien aufspaltete und mehrere neue Zwerggalaxien bildete, einschließlich der beiden von Dunkler Materie freien.
Eine neu entdeckte Reihe von Zwerggalaxien mit einer Länge von mehr als 6 Millionen Lichtjahren könnte sich nach dem vermuteten Absturz gebildet haben, berichten Forscher am 19. Mai Natur. Wenn dies zutrifft, könnte der Befund dazu beitragen, das Rätsel zu lösen, wie solche ungewöhnlichen Galaxien ohne dunkle Materie entstehen, und neue Details über die Natur der dunklen Materie enthüllen.
Andere Wissenschaftler sind jedoch skeptisch, ob es genügend Beweise gibt, um diese Hintergrundgeschichte zu stützen. „Wenn das stimmt, wäre es meiner Meinung nach wirklich spannend. Ich glaube einfach nicht, dass die Messlatte erreicht wurde“, sagt die Astronomin Michelle Collins von der University of Surrey in Guildford, England.
Im Jahr 2018 berichteten der Astronom Pieter van Dokkum von der Yale University und Kollegen über eine Zwerggalaxie ohne dunkle Materie (SN: 28.03.18). Die unsichtbare, mysteriöse Substanz ist typischerweise in Galaxien über ihre Gravitationswirkung auf Sterne nachweisbar. Als 2019 eine zweite von dunkler Materie freie Zwerggalaxie in der Nähe gefunden wurde, warf das eine naheliegende Frage auf: Wie sind die beiden seltsamen Galaxien entstanden? Es wird allgemein angenommen, dass dunkle Materie die Grundlage aller Galaxien bildet und das Gas anzieht, das schließlich Sterne bildet. Irgendein Prozess muss also die Dunkle Materie vom Gas der Galaxien getrennt haben.
Wissenschaftler haben zuvor gesehen, wie sich dunkle Materie und normale Materie in sehr großem Maßstab im Bullet Cluster trennten, der entstand, als zwei Galaxienhaufen ineinander rammten (SN: 23.08.06). Andere Forscher hatten vorgeschlagen, dass etwas Ähnliches bei kollidierenden Zwerggalaxien passieren könnte, was van Dokkum und Kollegen „Kugelzwerge“ nennen.
Bei einer solchen Kollision würde die ätherische dunkle Materie der Zwerggalaxien ungestört weiterlaufen, weil die dunkle Materie nicht mit anderer Materie wechselwirkt. Aber das Gas aus den beiden Galaxien würde zusammenschlagen und schließlich mehrere Klumpen bilden, die jeweils zu einer eigenen Galaxie werden würden, frei von dunkler Materie.
Jetzt sagen van Dokkum und Kollegen, dass die Idee der Kugelzwerge die zwei zuvor berichteten Galaxien ohne dunkle Materie und mehrere andere Galaxien in der Nähe erklärt. Die beiden Galaxien bewegen sich voneinander weg, als ob sie von derselben Stelle gekommen wären, sagen die Forscher. Darüber hinaus sind die beiden Galaxien Teil einer Kette von 11 Galaxien, die in einer Reihe angeordnet sind, eine Struktur, die sich nach einer Kollision von Kugelzwergen gebildet haben könnte.
„Es ist super befriedigend, endlich eine Erklärung für diese seltsamen Objekte zu haben“, sagt van Dokkum.
Aber, sagt Collins, „es könnte viel mehr getan werden, um es überzeugend zu machen.“ Zum Beispiel, sagt sie, haben die Wissenschaftler nicht die Entfernungen aller Galaxien von der Erde gemessen. Das bedeutet, dass einige der Galaxien viel weiter entfernt sein könnten als andere, und es könnte ein Zufall sein, dass die Galaxien aus unserer Sicht aufgereiht zu sein scheinen.
Und die Forscher haben noch nicht die Geschwindigkeiten aller Galaxien in der Spur gemessen oder festgestellt, ob diesen Galaxien auch ihre dunkle Materie fehlt, was helfen würde zu bestätigen, ob das Szenario richtig ist.
Andere Wissenschaftler sind optimistischer. „Die Ursprungsgeschichte ist meiner Meinung nach sehr plausibel“, sagt der Astrophysiker Eun-jin Shin von der Seoul National University in Südkorea. Shin verfasste zusammen mit dem Astrophysiker Ji-hoon Kim, ebenfalls von der Seoul National University, einen Perspektivartikel über die Entdeckung, der ebenfalls in veröffentlicht wurde Natur.
Von Shin, Kim und anderen durchgeführte Computersimulationen haben gezeigt, dass Kugelzwerge solche Galaxien ohne dunkle Materie erzeugen können. Wenn sich die Idee der Kugelzwerge bestätigt, könnte sie helfen, die Eigenschaften der Dunklen Materie zu bestimmen, insbesondere ob die Dunkle Materie mit sich selbst interagiert (SN: 4/5/18).
Van Dokkum und Kollegen planen weitere Messungen, die den Fall bestätigen oder widerlegen könnten. Aber bis jetzt, sagt er, „hat es für mich den Klang der Wahrheit.“