Eine Galaxie, die nur aus dunkler Materie besteht, könnte sich in der Nähe der Milchstraße befinden

Die Beobachtung einer Hochgeschwindigkeits-Gaswolke deutet auf die Anwesenheit einer möglichen dunklen Galaxie in der Nähe der Milchstraße hin.

Astronomen haben möglicherweise den ersten Hinweis auf eine dunkle Galaxie in einer Region in der Nähe der Milchstraße gefunden.

Normale Galaxien, wie die Milchstraße, bestehen aus Sternen, interstellarem Gas, kosmischem Staub und dunkler Materie. Dunkle Materie ist eine Form von Materie, die nur durch die Schwerkraft mit der sichtbaren Materie wechselwirkt. Etwa 85 % der Gesamtmasse einer Galaxie besteht aus dunkler Materie, die für die Aufrechterhaltung des gravitativen Zusammenhalts verantwortlich ist. Auch die Geschwindigkeit der Sterne ist eine indirekte Beobachtung der dunklen Materie.

Es gibt mehrere Hypothesen über die Entstehung von Galaxien, und bisher konnte keine davon vollständig bewiesen werden, obwohl es einige Hinweise gibt. Eine Hypothese besagt, dass sich im frühen Universum zuerst Halos aus dunkler Materie gebildet haben. Diese Halos hätten Gas angezogen, das sich zu Sternen verdichtete und die Galaxien, wie wir sie kennen, entstehen ließ. Dies wäre innerhalb der ersten Milliarden Jahre des Universums geschehen und hätte zur Bildung der ersten Galaxien geführt.

Es kann jedoch sein, dass sich nicht in allen Halos genügend Gas angesammelt hat oder die richtigen Bedingungen für die Bildung von Sternen herrschten, was zu der Möglichkeit führt, dass Galaxien ausschließlich aus dunkler Materie bestehen. Astronomen haben kürzlich eine Gaswolke identifiziert, die möglicherweise mit einer dunklen Galaxie in der Nähe unserer eigenen in Verbindung steht. Sollte sich dies bestätigen, wäre dies der erste Nachweis einer dunklen Galaxie, der jemals beobachtet wurde.

Dunkle Galaxie

Dunkle Galaxien sind kosmische Strukturen, die fast vollständig aus dunkler Materie bestehen, ohne Sterne und mit wenig sichtbarem Gas oder Staub. Im Gegensatz zu herkömmlichen Galaxien senden sie kein Licht aus, was den Nachweis einer dunklen Galaxie erschwert. Sie können nur durch die Gravitationswirkung, die sie auf nahe Objekte ausüben, entdeckt werden.

Eine Möglichkeit, eine dunkle Galaxie zu beobachten, ist das Phänomen der Gravitationslinse.

Die Hypothese hinter den dunklen Galaxien ist, dass es sich um Halos aus dunkler Materie handelt, die nicht genug sichtbare Materie anziehen konnten, um Sterne zu bilden. Eine andere Hypothese besagt, dass der Sternentstehungsprozess früh unterbrochen wurde und die wenigen Sterne, die sich gebildet haben, bereits erloschen sind. Aufgrund des Mangels an sichtbarer Materie ist der Nachweis einer dunklen Galaxie ein schwieriger Prozess, insbesondere im jüngeren Universum.

Dunkle Materie

Dunkle Galaxien bestehen aus einer Art von Materie, die als dunkle Materie bezeichnet wird. Dunkle Materie interagiert nicht mit Licht oder anderen Formen elektromagnetischer Strahlung und ist daher für herkömmliche Teleskope unsichtbar. Dennoch ist es möglich, Beweise für dunkle Materie aufgrund ihrer Gravitationswirkung in kosmischen Maßstäben zu finden, etwa bei der Rotation von Galaxien und der Strukturbildung im Universum.

Es wird geschätzt, dass die dunkle Materie etwa 27 % der Gesamtzusammensetzung des Universums ausmacht, während die sichtbare Materie etwa 5 % ausmacht. Die Natur der dunklen Materie ist noch unbekannt, und es werden mehrere Hypothesen untersucht, um sie zu identifizieren. Eine der stärksten ist die WIMPs-Hypothese, die besagt, dass die dunkle Materie aus massiven Teilchen besteht, die nur sehr schwach wechselwirken.

G185.0–11.5

Ein Forscherteam hat eine Hochgeschwindigkeits-Wolke am äußersten Rand der Milchstraße entdeckt. Sie beobachteten die Wolke mit Daten des Arecibo-Observatoriums und des FAST-Radioteleskops. Der Gashaufen trägt die Bezeichnung G185.0-11.5 und befindet sich in einer Region, die als AC-I-Komplex bezeichnet wird. Hochgeschwindigkeits-Wolken werden typischerweise als Material interpretiert, das in eine Galaxie hineingezogen wird, oft als Überbleibsel einer anderen Galaxie.

Die Hochgeschwindigkeits-Gaswolke befindet sich in der Nähe des äußeren Randes der Milchstraße und deutet darauf hin, dass sie mit einer Galaxie aus dunkler Materie verbunden sein könnte. Kredit: Liu et al. 2025

Bei dieser Analyse fanden sie Hinweise darauf, dass dieser Haufen mit einer dunklen Galaxie verbunden sein könnte. G185.0-11.5 befindet sich etwa 900.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, hat eine Rotationsstruktur und enthält keine Sterne. Beobachtungen haben ergeben, dass es dort 21 Mal mehr dunkle Materie als normale Materie gibt. Astronomen glauben, dass die dunkle Materie die Geschwindigkeit und Rotation des Haufens beeinflussen könnte.

Wie bilden sich Galaxien?

Diese Entdeckung unterstreicht eine der wichtigsten Hypothesen über die Entstehung von Galaxien, die besagt, dass alles mit Halos aus dunkler Materie beginnt. Diese Halos hätten sich in den ersten Millionen Jahren des Universums gebildet und tiefe Gravitationsbrunnen geschaffen, die gewöhnliches Gas anziehen. In dieser Umgebung kühlt das Gas ab und kondensiert, wodurch möglicherweise Sterne entstehen. Die Galaxien würden also aus Gas, Sternen, Staub und dunkler Materie bestehen, so wie sie heute beobachtet werden.

Obwohl diese Hypothese noch nicht bestätigt wurde, wird sie durch kosmologische Simulationen und Beobachtungen der Strukturen des Universums gestützt. Diese Beobachtungen zeigen, dass Galaxien dazu neigen, sich innerhalb dieser dunklen Haufen zu bilden und zu organisieren. Das Modell zeigt auch, dass die Verteilung der sichtbaren Materie der Struktur der Halos aus dunkler Materie folgt.

Quellenhinweis:

Discovery of a high-velocity cloud of the Milky Way as a potential dark galaxy. April 18, 2025. Liu, et al.