Begleiter der Milchstraße bewegen sich eigenwillig - und stellen damit physikalische Gesetze infrage: Ist die Gravitation anders als angenommen und gibt es keine Dunkle Materie?

Bonn - Rund 80 Prozent der Masse im Kosmos besteht aus einer geheimnisvollen Dunklen Materie, bislang unbekannten Elementarteilchen. Oder doch nicht? Eine genaue Untersuchung der Satellitengalaxien unserer Milchstraße lässt neue Zweifel an der Existenz der Dunklen Materie aufkommen. Die Verteilung und die Eigenschaften der kleinen Sternsysteme lassen sich besser mit alternativen Ansätzen ohne Dunkle Materie erklären, berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Astrophysical Journal".

"Eigentlich sollten die Satelliten gleichmäßig um ihre jeweilige Muttergalaxie angeordnet sein. Das sind sie aber nicht", erklärt Pavel Kroupa vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, der die Untersuchung gemeinsam mit Kollegen aus Deutschland, Österreich und Australien durchgeführt hat. Die elf hellsten Zwerggalaxien der Milchstraße liegen danach alle mehr oder weniger in derselben Ebene. Zudem konnten Kroupa und seine Kollegen zeigen, dass die meisten von ihnen in derselben Richtung um die Milchstraße kreisen. Dieser Befund lässt sich nach Ansicht der Physiker nur mit der Annahme erklären, dass die Satelliten vor langer Zeit bei der Kollision junger Galaxien entstanden sind.

Doch dieses Szenario hat einen Haken: Die Satelliten, die dabei entstehen, können laut Theorie keine Dunkle Materie enthalten. Das steht jedoch im Widerspruch zu einer weiteren Beobachtung: "Die Sterne in den jetzt untersuchten Satelliten bewegen sich viel schneller, als sie es nach den Berechnungen dürften. Als Ursache kommt aus klassischer Sicht eigentlich nur die Anwesenheit Dunkler Materie in Frage", sagt Manuel Metz, ein an der Untersuchung beteiligter Astronom.

Nach Ansicht von Kroupa lässt sich der Widerspruch nur auflösen, wenn man auf Dunkle Materie verzichtet und stattdessen auf alternative theoretische Ansätze zurückgreift. Ein solcher Ansatz ist die Modifizierte Newtonsche Dynamik, kurz MOND, in der Materie auf schwache Beschleunigungen anders reagiert als von den klassischen Newtonschen Bewegungsgesetzen beschrieben. "Das führt auch dazu, dass die Schwerkraft komplizierter ist als von der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben", so Kroupa. Die vermeintliche Dunkle Materie könnte also, so der Forscher, lediglich ein Hinweis darauf sein, dass wir die Gravitation noch nicht vollständig verstehen.