Zwerggalaxien fordern kosmologisches Standardmodell heraus

Cordoba (Argentinien) - Zwerggalaxien wie beispielsweise die Magellanschen Wolken sind ein Problem für die Kosmologen: Es gibt viel weniger von Ihnen, als Computersimulationen im Rahmen des von den meisten Astrophysikern bevorzugten Standardmodells vorhersagen. Die übliche Erklärung für diese Diskrepanz ist, dass die Entstehung kleiner Galaxien aus einem bislang unbekannten Grund extrem ineffektiv ist. Argentinische Forscher haben diese Annahme nun anhand der Rotation von Zwerggalaxien überprüft – und festgestellt, dass sie nicht korrekt ist. Einige der Grundbausteine des Standardmodells müssten deshalb möglicherweise korrigiert werden, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.

Im Standardmodell macht normale Materie – aus der Sterne, Planeten und auch Menschen bestehen – gerade einmal vier Prozent der Masse im Universum aus. Zusätzlich zu dieser sichtbaren Materie gibt es das Fünffache an Dunkler Materie, die mit ihrer Schwerkraft die Galaxien zusammenhält. Die Dunkle Materie besteht im Standardmodell aus bislang unbekannten „kalten“ Elementarteilchen. „Kalt“ bedeutet dabei, dass die Teilchen sich relativ langsam bewegen. Die dominierende Substanz im Kosmos ist die rätselhafte Dunkle Energie, eine Art Spannung, die zu einer beschleunigten Expansion des Weltalls führt.

Um im Rahmen dieses Modells nicht zu viele Zwerggalaxien zu erhalten, muss die Entstehung dieser Systeme unterhalb einer – von der Dunklen Materie bestimmten – Gesamtmasse von etwa 10 Milliarden Sonnenmassen stark unterdrückt werden. Das bedeutet, kleine Systeme mit wenig Sterne müssen alle etwa diese Masse besitzen und, da die Schwerkraft dann ähnlich ist, auch etwa gleich schnell rotieren. Doch das trifft nicht zu, wie Ismael Ferrero vom Institut für Theoretische und Experimentelle Astronomie in Cordoba und seine Kollegen belegen. Die Forscher haben zahlreiche Zwerggalaxien mit kleineren Rotationsgeschwindigkeiten gefunden, also auch mit kleineren Massen.

Ferrero und seine Kollegen diskutieren mehrere Erklärungsmöglichkeiten für ihr Ergebnis – und verwerfen diese wieder. Weder eine signifikante Unterschätzung der Rotationsgeschwindigkeiten noch die Möglichkeit, dass die untersuchten Systeme nicht repräsentativ seien, weil eine große Zahl von Zwerggalaxien bislang übersehen wurde, erscheint dem Team plausibel. So konstatieren die Wissenschaftler „eine Herausforderung“ für das Standardmodell: „Eine Lösung erfordert entweder neue Erkenntnisse über die Entstehung von Zwerggalaxien – oder eine möglicherweise radikale Revision des vorherrschenden Paradigmas.“

Bildquelle: Nasa/Esa

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!