Gammastrahlen-Astronomie
Zerfällt Dunkle Materie im Zentrum der Milchstraße?
Zwei amerikanische Wissenschaftler glauben, dass ein Teil der vom Fermi Gamma-ray Space Telescope beobachteten Gammastrahlung aus dem Zentrum der Milchstraße sich nur durch den Zerfall Dunkler Materie erklären lässt. Sie stützen sich dabei auf eine Analyse von öffentlich zugänglichen Daten des NASA-Weltraumteleskops. Eine offizielle Auswertung der Daten durch das Fermi-Team steht noch aus.
 © NASA
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Das NASA-Gammastrahlen-Teleskop Fermi
Ein Teil der Gammastrahlung aus dem Zentrum unserer Milchstraße lässt sich nur mit dem Zerfall von Teilchen der mysteriösen Dunklen Materie erklären. Zu diesem Schluss kommt ein amerikanisches Forscher-Duo nach Auswertung der Daten, die das Satellitenobservatorium Fermi in den ersten zwei Jahren seines Beobachtungsbetriebs gemessen hat. Die Masse der zerfallenden Partikel schätzen die Wissenschaftler auf etwa das Achtfache der Protonenmasse. Dieser Wert liegt im Bereich so genannter WIMPs, schwach wechselwirkender massereicher Teilchen, die zu den wichtigsten Kandidaten für die Dunkle Materie zählen.
"Der innere Bereich der Milchstraße ist eines der vielversprechendsten Beobachtungsobjekte für den indirekten Nachweis von Dunkler Materie", erläutern Dan Hooper vom Fermi National Accelerator Laboratory und Lisa Goodenough von der New York University. Denn dort ist die Dichte der Dunklen Materie am höchsten - und damit auch die Zerfallsrate der Teilchen der Dunklen Materie. Erste Hinweise auf Gammastrahlung durch den Zerfall Dunkler Materie hatte bereits der 2002 gestartete europäische Satellit Integral geliefert. Doch das damals aufgespürte Signal ließ auch andere Interpretationen zu.
Das jetzt von Fermi aufgespürte Signal ist um das 10.000-fache stärker und erlaubt nach Ansicht von Hooper und Goodenough keine andere Erklärung. Im Bereich von 1,25 bis 10 Grad Abstand vom galaktischen Zentrum finden die beiden Forscher Gammastrahlung, die in Übereinstimmung mit klassischen physikalischen Prozessen ist - dem Zusammenstoß kosmischer Strahlung mit dem interstellaren Gas und inverser Compton-Streuung von Elektronen. Im innersten Bereich jedoch, entsprechend einem Umkreis von etwa 570 Lichtjahren um den Mittelpunkt der Milchstraße, dominiert eine Strahlungskomponente, die sich nicht herkömmliche Weise erklären lässt.
Das beobachtete Spektrum sei, so die Forscher, in guter Übereinstimmung mit theoretischen Vorhersagen des Zerfalls von Teilchen mit einer Masse im Bereich von 7,3 bis 9,2 Giga-Elektronenvolt. Teilchen in diesem Massenbereich gelten als aussichtsreichste Kandidaten für die Erklärung der Dunklen Materie. Rund 80 Prozent der Masse im Universum besteht nach derzeitigen Erkenntnissen aus dieser bislang rätselhaften Substanz, die sich nahezu ausschließlich über ihre Anziehungskraft verrät - und mit dieser Anziehungskraft die Strukturen im Universum zusammenhält.
Die Forscher publizierten ihre Ergebnisse unlängst auf dem Preprint-Server arXiv.org. Sie gehören nicht zum offiziellen Fermi-Team und haben von der NASA veröffentlichte Daten des Weltraumteleskops genutzt. Die Analyse der Beobachtungsdaten des Milchstraßenzentrums durch das offizielle Fermi-Teams ist noch nicht abgeschlossen.
Dr. Rainer Kayser
"Der innere Bereich der Milchstraße ist eines der vielversprechendsten Beobachtungsobjekte für den indirekten Nachweis von Dunkler Materie", erläutern Dan Hooper vom Fermi National Accelerator Laboratory und Lisa Goodenough von der New York University. Denn dort ist die Dichte der Dunklen Materie am höchsten - und damit auch die Zerfallsrate der Teilchen der Dunklen Materie. Erste Hinweise auf Gammastrahlung durch den Zerfall Dunkler Materie hatte bereits der 2002 gestartete europäische Satellit Integral geliefert. Doch das damals aufgespürte Signal ließ auch andere Interpretationen zu.
Das jetzt von Fermi aufgespürte Signal ist um das 10.000-fache stärker und erlaubt nach Ansicht von Hooper und Goodenough keine andere Erklärung. Im Bereich von 1,25 bis 10 Grad Abstand vom galaktischen Zentrum finden die beiden Forscher Gammastrahlung, die in Übereinstimmung mit klassischen physikalischen Prozessen ist - dem Zusammenstoß kosmischer Strahlung mit dem interstellaren Gas und inverser Compton-Streuung von Elektronen. Im innersten Bereich jedoch, entsprechend einem Umkreis von etwa 570 Lichtjahren um den Mittelpunkt der Milchstraße, dominiert eine Strahlungskomponente, die sich nicht herkömmliche Weise erklären lässt.
Das beobachtete Spektrum sei, so die Forscher, in guter Übereinstimmung mit theoretischen Vorhersagen des Zerfalls von Teilchen mit einer Masse im Bereich von 7,3 bis 9,2 Giga-Elektronenvolt. Teilchen in diesem Massenbereich gelten als aussichtsreichste Kandidaten für die Erklärung der Dunklen Materie. Rund 80 Prozent der Masse im Universum besteht nach derzeitigen Erkenntnissen aus dieser bislang rätselhaften Substanz, die sich nahezu ausschließlich über ihre Anziehungskraft verrät - und mit dieser Anziehungskraft die Strukturen im Universum zusammenhält.
Die Forscher publizierten ihre Ergebnisse unlängst auf dem Preprint-Server arXiv.org. Sie gehören nicht zum offiziellen Fermi-Team und haben von der NASA veröffentlichte Daten des Weltraumteleskops genutzt. Die Analyse der Beobachtungsdaten des Milchstraßenzentrums durch das offizielle Fermi-Teams ist noch nicht abgeschlossen.
Dr. Rainer Kayser
