Amerikanische Astronomen haben entdeckt, dass die mysteriöse Gammastrahlung, die vom Zentrum der Galaxie ausgeht, nicht mit dem Zerfall der Dunklen Materie verbunden ist, sondern mit mehreren hundert Pulsaren. Dies wird in einem Artikel angegeben, der zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal gesendet wurde.
„Unsere Beobachtungen zeigen, dass dunkle Materie nicht benötigt wird, um zu erklären, warum überschüssige Gammastrahlung vom Zentrum unserer Galaxie ausgeht. Wir haben in den Regionen rund um das Zentrum der Milchstraße eine große Population von Pulsaren gefunden, wodurch wir einen neuen Blick auf die Entstehungsgeschichte werfen konnten “, sagt Mattia Di Mauro von der Stanford University (USA).
Di Mauro und andere Wissenschaftler der Fermi-Kollaboration untersuchen seit einigen Jahren eines der wichtigsten Geheimnisse der Galaxie - warum ihr zentraler Teil im energiereichen Teil des Spektrums deutlich mehr Gammastrahlung erzeugt als Berechnungen, die auf der Verteilungsdichte der Sterne und der Aktivität im Zentrum des Schwarzen basieren Löcher.
Dieses Phänomen, das 2009 vom Fermi-Teleskop entdeckt wurde, hat viele Wissenschaftler zu der Annahme veranlasst, dass überschüssige Gammastrahlen eine Folge des Zerfalls von Partikeln der dunklen Materie im Zentrum der Milchstraße sind. Daher überwachen Astrophysiker und Kosmologen ständig den zentralen Teil der Galaxie, um diese Idee zu bestätigen oder zu leugnen, und suchen auch nach ähnlichen Spuren von Gammastrahlung in den Kernen anderer Galaxien.
Aus Sicht der Astrophysik muss gezeigt werden, dass Gammaphotonen aus dem Zentrum der Milchstraße von Punktlichtquellen, die Pulsare oder andere kompakte Objekte sein können, auf uns zufliegen, um dies zu widerlegen. Wenn sie durch Zerfall von Partikeln der dunklen Materie erzeugt werden, wird die überschüssige Strahlung gleichmäßig über den Himmel verteilt.
Di Mauro und andere Astronomen, die mit Fermi zusammenarbeiten, haben das Gamma-Rätsel der Milchstraße fast gelöst und in Bildern des galaktischen Zentrums etwa vierhundert Pulsare gefunden, die im Gamma-Bereich emittieren. Der Schlüssel zur Entdeckung waren neue Algorithmen zur Verbesserung der Bildqualität, mit denen Wissenschaftler erstmals die Punktquellen des Pulsarglühens "sehen" konnten.
Wie von Di Mauro festgestellt, unterscheiden sich Pulsare von anderen Gammastrahlungsquellen (Supernovae, aktive galaktische Kerne und ionisiertes Gas) darin, dass die Struktur des Spektrums ihrer Strahlung stark davon abhängt, wo sich der Glühpeak im Gammabereich befindet.
Anhand dieser Idee analysierten die Wissenschaftler die neuesten Bilder des galaktischen Zentrums, die mit dem LAT-Instrument an Bord von Fermi aufgenommen wurden, und fanden etwa vierhundert Pulsare am Rande des Kerns der Milchstraße. Astronomen sind sich hundertprozentig sicher, dass 66 von ihnen existieren. Insgesamt befinden sich, wie die Berechnungen von di Mauro und seinen Kollegen zeigen, etwa 1300 Pulsare im Zentrum der Galaxie, deren Gammastrahlung ausreicht, um die von Fermi vor fast zehn Jahren entdeckte Anomalie zu erklären.
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Wie der Wissenschaftler feststellt, war die Entdeckung einer so großen Anzahl von Gammapulsaren eine relative Überraschung für sein Team. Pulsare - die Überreste lang toter Sterne, die ihre Wasserstoff- und Heliumreserven erschöpft haben - leben in diesem Zustand für kosmische Verhältnisse für relativ kurze Zeit, etwa fünf bis zehn Millionen Jahre.
Andererseits ist das galaktische Zentrum einer der ältesten Teile der Milchstraße, und es ist höchst unwahrscheinlich, dass sich all diese Pulsare in den letzten 10 Millionen Jahren gebildet haben. Dies deutet laut di Mauro darauf hin, dass die meisten Gammastrahlenpulsare nicht allein dort leben, sondern in Gesellschaft eines anderen Sterns, dessen Materie sie regelmäßig stehlen, um sich selbst zu "spinnen".
Bedeutet das, dass dunkle Materie nicht existiert? Wie Di Mauro betont, besagt die Entdeckung nur, dass Teilchen der Dunklen Materie in den Zentren von Galaxien nicht zerfallen und sich anders verhalten als bisher angenommen. In naher Zukunft plant das Fermi-Team, diese Pulsare mit bodengestützten Radioteleskopen genauer zu beobachten, um ihre Pulsationen zu erfassen und schließlich zu beweisen, dass die Dunkle Materie nicht für den Überschuss an Gammastrahlen verantwortlich ist.
