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Die Milchstraße ist von einer ganzen Reihe von Zwerggalaxien umgeben - wie viele es ungefähr sind, ist noch nicht bekannt.

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Wien - Zwei neue Studien liefern Hinweise darauf, dass Newtons Gravitationsgesetz in der Astrophysik nicht gleich gut anwendbar sein könnte wie im irdischen Alltag - und auch die Rolle bzw. Existenz der  "Dunklen Materie" wird dabei einmal mehr hinterfragt. Pavel Kroupa vom Institut für Astronomie der Universität Bonn und Manuel Metz vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt haben gemeinsam mit Gerhard Hensler und Christian Theis vom Institut für Astronomie der Universität Wien und Helmut Jerjen von der Nationaluniversität Australiens in Canberra Satellitengalaxien der Milchstraße untersucht: Das sind Zwerggalaxien mit teilweise nur ein paar Millionen oder gar nur tausenden Sternen, die laut Standardkosmologie zu hunderten in der Umgebung der meisten großen Galaxien vorkommen sollten. Bisher wurden zwar erst 30 derartige Satelliten um die Milchstraße beobachtet, man geht aber davon aus, dass der Großteil davon viel zu lichtschwach ist, um gesehen zu werden.

Diskrepanzen

Bei der Studie der Zwerggalaxien sind die Wissenschafter auf einige erstaunliche Phänomene gestoßen: Zunächst einmal stimmt ihre Verteilung nicht. "Eigentlich sollten die Satelliten gleichmäßig um ihre jeweilige Muttergalaxie angeordnet sein. Das sind sie aber nicht." Die klassischen Satelliten der Milchstraße - das sind die elf hellsten Zwerggalaxien - liegen alle mehr oder weniger in derselben Ebene, bilden also eine Art Scheibe, die stark geneigt zur Äquatorialebene der Milchstraße liegt.

Zudem konnten die Forscher zeigen, dass die meisten von ihnen in derselben Richtung um die Milchstraße rotieren - ähnlich wie die Planeten um die Sonne. Eine Erklärung dafür wäre, dass die Satelliten vor langer Zeit bei der Kollision junger Galaxien entstanden sind. Aus dem dabei entstandenen "Schrott" könnten sich rotierende Zwerggalaxien bilden, so die Annahme. Der Haken dabei: Die dabei entstehenden Satelliten könnten nach theoretischen Berechnungen keine Dunkle Materie enthalten. Was im Widerspruch zu einer weiteren Beobachtung steht: "Die Sterne in den jetzt untersuchten Satelliten bewegen sich viel schneller, als sie es nach den Berechnungen dürften. Als Ursache dafür käme aus klassischer Sicht eigentlich nur die Anwesenheit Dunkler Materie in Frage", erklärt Metz. Eine mögliche Folgerung: die klassische Sichtweise ist falsch.

Die Zwerggalaxien weisen weiters verschiedene Häufungen und Klumpungen auf, die es eigentlich nicht geben dürfte, wären sie in Dunkler Materie eingebettet, erklärt Hensler. Außerdem haben die Satellitengalaxien sogenannte Gezeitenarme, die durch die Gravitation der Milchstraße entstehen. Auch diese dürfte es nicht geben, wenn die Dunkle Materie existieren sollte.

Hilfskonstrukt Dunkle Materie

Die Dunkle Materie wurde von Kosmologen für die Erklärung vieler andernfalls unerklärlicher Beobachtungen angenommen, konnte aber bisher noch nie direkt nachgewiesen werden. Zudem würde sie längst nicht alle Abweichungen oder Widersprüche zwischen Messungen und theoretischen Vorhersagen beseitigen. Seit einiger Zeit gibt es deshalb immer mehr Physiker, die die Existenz Dunkler Materie anzweifeln. Es wurden auch schon alternative Gravitationstheorien entwickelt, die ohne dieses Konstrukt auskommen. Allerdings stimmen diese nicht mit der Newtonschen Gravitationstheorie überein. "Möglicherweise lag Newton aber tatsächlich falsch", erklärte Kroupa von der Universität Bonn. Seine Theorie würden zwar die Alltagseffekte der Schwerkraft auf der Erde, die wir sehen und messen können, beschreiben. "Die tatsächliche Physik hinter der Gravitation kennen wir aber noch gar nicht", so Hensler.

Kroupa nimmt an, dass "wir in einem nicht-newtonschen Universum leben". Wenn dies stimme, würden sich die Beobachtungen an den Satellitengalaxien auch ohne Dunkle Materie erklären lassen. Die beobachteten Phänomene bei den Satellitengalaxien würden die These unterstützen, dass in jenen Bereichen von Galaxien, wo extrem schwache Beschleunigungen herrschen, eine "modifizierte Newtonsche Dynamik" (Modified Newtonian Dynamics, MOND) angewendet werden muss. (APA/red)