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Universität Basel

01. Februar 2018

Astronomie: Rotierendes System von Satellitengalaxien wirft Fragen auf

Die Galaxie Centaurus A mit ihrem markanten Staubband. Astronomische Beobachtungen ihrer Satellitengalaxien zeigen Eigenschaften, die im Widerspruch zum gängigen kosmologischen Modell stehen. (Bild: Christian Wolf & SkyMapper Team/Australian National University)
Die Galaxie Centaurus A mit ihrem markanten Staubband. Astronomische Beobachtungen ihrer Satellitengalaxien zeigen Eigenschaften, die im Widerspruch zum gängigen kosmologischen Modell stehen. (Bild: Christian Wolf & SkyMapper Team/Australian National University)

Astronomen haben die Verteilung und die Bewegung von Zwerggalaxien im Sternbild Centaurus untersucht. Doch ihre Beobachtungen lassen sich nicht mit dem Standardmodell der Kosmologie in Einklang bringen, das die Existenz von dunkler Materie annimmt. Das berichtet ein internationales Team von Forschern unter der Leitung der Universität Basel im Wissenschaftsmagazin «Science».

Unsere Milchstrasse ist wie andere grosse Sternsysteme von kleineren Galaxien umgeben, die sie als Satelliten umkreisen. Laut dem Standardmodell, mit dem Astronomen die Entstehung von Galaxien beschreiben, sollten diese Satellitengalaxien zufällig verteilt und ungeordnet die Muttergalaxien umlaufen. Das Standardmodell geht davon aus, dass alle Galaxien überwiegend aus unsichtbarer dunkler Materie bestehen, die aber noch nie direkt nachgewiesen werden konnte.

Beobachtungen der Milchstrasse und der Andromedagalaxie widersprechen jedoch dem Modell: Vor wenigen Jahren entdeckten Astronomen dort Satellitengalaxien, die auf scheibenförmigen Ebenen um die grossen Galaxien angeordnet sind und sich gemeinsam im gleichen Drehsinn bewegen.

Verfechter des Standardmodells haben diese Strukturen als Einzelfälle interpretiert. Neue Befunde von Forschern um Oliver Müller vom Departement Physik der Universität Basel deuten nun aber darauf hin, dass es sich nicht um statistische Ausreisser, sondern um ein weit verbreitetes Phänomen handelt.

Geordnete Bewegung in einer Ebene

Die Forscher analysierten die Bewegung von Satellitengalaxien rund um Centaurus A, eine Galaxie, die rund 13 Mio. Lichtjahre entfernt ist. Die Satellitengalaxien sind in einer Ebene angeordnet, welche senkrecht zur Muttergalaxie steht. Diese Ebene ist in einem günstigen Winkel zur Erde ausgerichtet, sodass sich anhand des Dopplereffekts des Sternlichts bestimmen lässt, wie sich die Objekte bewegen.

So konnten die Forscher nachweisen, dass 14 von 16 Satellitengalaxien einem gemeinsamen Bewegungsmuster folgen und innerhalb der Ebene um die Hauptgalaxie rotieren. Gemäss Modellsimulationen mit dunkler Materie dürfte sich aber höchstens ein halbes Prozent der Satellitensysteme im nahen Universum so verhalten.

Herausforderung für das Standardmodell

«Die kohärente Bewegung scheint ein universelles Phänomen zu sein, das nach neuen Erklärungen verlangt», kommentiert Oliver Müller. Denn die astronomischen Beobachtungen stehen im Widerspruch zu den Simulationen. Ein Zufall lässt sich ausschliessen, zumal dieser Befund nach Milchstrasse und Andromedagalaxie nun bei Centaurus A bereits zum dritten Mal nachgewiesen werden konnte.

Mit dem kosmologischen Standardmodell kann die Entstehung solcher Strukturen jedenfalls nicht erklärt werden. Hingegen stärken die Resultate die Vermutung, dass Satellitengalaxien bei der Kollision zweier Galaxien entstanden sind und keine dunkle Materie enthalten, schreiben die Astronomen im Forschungsmagazin «Science».

Originalbeitrag

Oliver Müller, Marcel S. Pawlowski, Helmut Jerjen, Federico Lelli
A whirling plane of satellite galaxies around Centaurus A challenges cold dark matter cosmology
Science (2018), doi: 10.1126/science.aao1858


Weitere Auskünfte

Oliver Müller, Universität Basel, Departement Physik, Tel. +41 76 567 07 20, E-Mail: oliver89.mueller@unibas.ch 

Bildmaterial

Ein druckfähiges Bild zu dieser Medienmitteilung findet sich in der Mediendatenbank.

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