Warte mal, was ist ein Sternenstrahl?
Okay, lass mich dir ein Bild malen. Stell dir vor, du hast eine dicht gepackte Gruppe von Sternen – sozusagen einen kosmischen Schwarm – der im Weltraum schwebt. Wir nennen diese Kugelsternhaufen, und sie werden durch ihre kollektive Gravitation zusammengehalten. Wenn diese Haufen nun zu nahe an eine größere Galaxie driften, passiert etwas Interessantes.
Die Gravitation dieser größeren Galaxie beginnt, den Haufen anzuziehen und ihn wie Kaugummi zu dehnen. Sterne werden langsam herausgelöst und hinterlassen ein langes, dünnes Band aus Sternen, das dem Bahnpfad des Haufens folgt. Das nennen wir einen Sternenstrahl – im Wesentlichen eine geisterhafte Spur von Sternen, die zeigt, wo ein Kugelsternhaufen gewesen ist.
Wissenschaftler kennen diese Strahlen schon länger, aber hier ist das Problem: Sie sind unglaublich schwach. Wir sprechen von Strukturen, die so dunkel sind, dass es wie das Erkennen einer einzelnen Kerze in einem Stadion aus Meilen Entfernung ist. Sie waren die ganze Zeit in unserer Milchstraße vorhanden, aber erst kürzlich haben wir die Teleskope und die Rechenleistung entwickelt, um sie tatsächlich zu finden.
Eine Entdeckung, die alles verändert
Hier wird es spannend. Ein internationales Team unter der Leitung der Doktorandin Julie Kiel Holm vom Niels-Bohr-Institut hat gerade ein Paper in Nature veröffentlicht – einem der größten Wissenschaftsjournale der Welt – und etwas Bemerkenswertes angekündigt.
Sie haben einen Sternenstrahl eines Kugelsternhaufens in einer anderen Galaxie gefunden. Nicht in der Milchstraße. In einer völlig anderen Galaxie, etwa 400 Millionen Lichtjahre entfernt.
„Dies ist das erste Mal, dass ein solcher Strahl außerhalb unserer eigenen Galaxie beobachtet wurde, was die Entdeckung besonders aufregend macht“, sagte Holm.
Aber warte, es wird noch besser. Dieser Strahl befindet sich nicht nur in einer anderen Galaxie – er befindet sich in einer ultradiffusen Galaxie namens UGC9050-Dw1. Das sind Galaxien, die kaum Licht aussenden. Man kann sie sich als Geister der kosmischen Nachbarschaft vorstellen. Einen schwachen Sternenstrahl in einer kaum sichtbaren Galaxie zu finden? Das ist wie das Erkennen eines Fingerabdrucks auf einem Fenster in einem dunklen Raum.
Warum sollte dich Dunkle Materie eigentlich interessieren?
Nun, hier wird es für uns alle enorm wichtig. Dunkle Materie ist eines der größten Rätsel der gesamten Wissenschaft. Wir wissen, dass sie etwa 80–85 % aller Materie im Universum ausmacht, aber wir haben buchstäblich keine Ahnung, was sie tatsächlich ist. Wir können sie nicht sehen, berühren oder direkt nachweisen. Wir wissen nur, dass sie existiert, weil sie die Dinge um sie herum beeinflusst – ähnlich wie man weiß, dass jemand im Raum ist, weil man ihn atmen hört.
Sternenstrahlen sind besonders, weil sie buchstäblich auf Gravitation reagieren. Da Dunkle Materie die Gravitation beeinflusst, wirken diese Strahlen wie kosmische Brotkrumen, die aufzeigen können, wie Dunkle Materie in einer Galaxie verteilt ist.
Die Mitautorin Sarah Pearson erklärte es wunderschön: „Wir zeigen, dass ein etabliertes Werkzeug aus Studien der Milchstraße genutzt werden kann, um andere Galaxien zu verstehen, in denen die Messung der Verteilung Dunkler Materie traditionell sehr schwierig war.“
Mit anderen Worten, wir hatten dieses Werkzeug die ganze Zeit, aber wir haben es nur in unserem eigenen Hinterhof eingesetzt. Jetzt können wir es auf Galaxien überall richten.
Was haben sie tatsächlich gefunden?
Das Team untersuchte diese ultradiffuse Galaxie, UGC9050-Dw1, genau und nutzte den Sternenstrahl, um einige Schätzungen über ihre Masse und die Verteilung dieser Masse vorzunehmen. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese kleine Geistergalaxie eine erhebliche Menge Dunkler Materie enthält – was tatsächlich mit dem übereinstimmt, was Wissenschaftler für diese Art von Galaxie erwartet haben.
„Wir messen sie mit einem völlig neuen Werkzeug und demonstrieren, dass diese Methode auch außerhalb unserer eigenen Galaxie funktioniert“, bemerkte Holm.
Es geht also nicht nur darum, dass sie etwas Cooles gefunden haben. Sie haben bewiesen, dass das Werkzeug tatsächlich funktioniert, um andere Galaxien zu untersuchen. Das ist der eigentliche Durchbruch hier.