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Mächtige Gammastrahlung: Löst Dunkle Materie das Geheimnis ihres Ursprungs?

Dunkle Materie könnte den Ursprung von Gammastrahlung nun endlich aufklären. (Symbolbild)
Dunkle Materie könnte den Ursprung von Gammastrahlung nun endlich aufklären. (Symbolbild)
Foto: iStock/leolintang
Forscher versuchen schon lange den Ursprung von Gammastrahlung herauszufinden. Dunkle Materie soll nun einen Erklärungsansatz liefern.

Gammastrahung befindet sich oftmals an den Orten im Universum, an denen sich die größte Menge der Materie befindet, die noch zum frühen Universum gehört. Andere Regionen weisen eine geringere Strahlenemission auf. Dieser Zusammenhang soll Astrophysikern nun helfen, die Natur Dunkler Materie und den Ursprung der Gammastrahlung besser zu verstehen.

Dunkle Materie und Gammastrahlung: Das steckt dahinter

Da sich die Quellen der Gammastrahlung so weit entfernt befinden, dass Astronomen nur wenig über sie herausfinden können, war dies lange Zeit ein Rätsel. "Der Hintergrund ist die Summe vieler Dinge, die Gammastrahlen produzieren. Die erstmalige Messung der Korrelation mit der Gravitationslinse (...) hilft uns, diese zu entwirren", sagte Simone Ammazzalorso von der Universität Turin. Dabei soll auch Dunkle Materie eine Rolle spielen.

In einer neuen Studie wurden Daten des Fermi Gamma-ray Space Telescope untersucht. Zusätzlich fanden ein Jahr lang Beobachtungen aus dem Dark Energy Survey statt. Mit der Gravitationslinse wurden auch die entfernten Regionen im Weltraum untersucht. Die Forscher nahmen an, dass es eine Korrelation zwischen der Materieverteilung und dem Ursprung der Gammastrahlung geben soll. Doch bei der Untersuchung kam ein anderer Zusammenhang heraus.

Das Ergebnis gab den Wissenschaftlern zwei Forschungsansätze:

  1. vorhandene Modelle müssen angepasst werden
  2. das Ergebnis könnte auf andere Quellen wie beispielsweise Dunkle Materie hinweisen

Möglichkeiten zur Entstehung von Gammastrahlung

Bei Gammastrahlung handelt es sich um die größte Energiemenge aller Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung. Sie entsteht durch mächtige Ereignisse im Universum. Der Urknall wird einen Teil dieser Strahlung womöglich erzeugt haben. Ein neuer Ansatz geht davon aus, dass durch die Kollision von Dunkler Materie-Partikeln ebenfalls Gammastrahlung erzeugt wurde.

Blazaren könnten ebenfalls für die Entstehung von Gammastrahlung verantwortlich sein. Dabei handelt es sich um aktive Galaxien mit einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum. Das sind alles einfache Erkärungsansätze, die dennoch problematisch sind.

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Neues Modell für Blazare soll Dunkle Materie erklären

"Unsere Modelle für die Emission von Blazaren können den energiearmen Teil der Korrelation ziemlich gut erklären, aber wir sehen Abweichungen für energiereiche Gammastrahlen. Dies kann mehrere Dinge bedeuten: Es könnte darauf hindeuten, dass wir unsere Modelle für Blazare verbessern müssen oder dass die Gammastrahlen aus anderen Quellen stammen könnten", sagt Daniel Gruen vom Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC).

Dunkle Materie macht etwa 80 Prozent der Materie im Universum aus. Doch für Astrophysiker ist ihre Beschaffenheit immer noch ein großes Fragezeichen. Der Gravitationsfluss ist zu sehen, dennoch wird kein Licht oder elektromagnetische Strahlung abgegeben.

Eine weitere Theorie geht davon aus, dass Dunkle Materie aus sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) besteht. Dabei handelt es sich um hypothetische Teilchen. Kollidieren diese miteinander, explodieren sie und setzen Gammastrahlen frei. Doch bis dies Teilchen bewiesen sind, ist der Ursprung der Gammastrahlung immer noch ungeklärt.

Warum es wichtig ist, dass Dunkle Materie im Universum entsteht, haben wir dir auch schon einmal aufbereitet. Forscher haben eine Theorie, wieso Dunkle Materie im Universum noch keine Todesopfer forderte.

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