Dienstag, 21. Oktober 2014

Mysteriöse Röntgensignatur: Entsteht Dunkle Materie im Innern unserer Sonne?


Symbolbild: Unsere Sonne. | Copyright: NASA/SDO

Leicester (England) - In der Röntgen-Hintergrundstrahlung im Weltall haben britische Astronomen eine mysteriöse Signatur entdeckt, die sie sich bislang nur mit Partikeln erklären können, die im Teilchenmodell der Dunklen Materie vorhergesagt werden. Während Wissenschaftler schon seit 30 Jahren nach einem direkten Nachweis dieser Materieform, die immerhin bis zu 85 Prozent der gesamten Materie im Universum ausmachen soll, könnten die nun vermuteten Teilchen sogar im Innern unserer Sonne selbst entstehen.

Wie das Team um den im vergangen März verstorbenen Astrophysiker Professor George Fraser von der University of Leicester aktuell im Fachjournal "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" (DOI: 10.1093/mnras/stu1865) berichtet, vermuten sie, dass es sich bei dieser Signatur um die der als Kandidaten für Dunkle Materie vorhergesagten "Axione" handelt.


Die bisherigen Modelle zur Dunklen Materie vermuten, dass es sich dabei um unsichtbare Materie unbekannter Herkunft handelt, die nicht direkt oder nur extrem schwach mit normaler Materie interagiert und deshalb auch nur anhand ihrer Schwerkraftauswirkung auf gewöhnliche Materie nachgewiesen werden kann.


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"Der Röntgenhintergrund - also eine Ansicht des Himmels, aus der alle hellen Röntgenstrahlenquellen entfernt wurden - erscheint eigentlich immer gleich. Ganz egal, wann man ihn betrachtet", erläutert der auf Fraser folgende Hauptautor des Fachartikels, Dr. Andy Read. "Dennoch haben wir ein periodisch wiederkehrendes Signal in diesem Röntgenhintergrund entdeckt, für das es bislang keine konventionelle Erklärung gibt, wie es aber mit der Vorhersage für die Entdeckung von Axionen übereinstimmt."

Fündig wurden die Wissenschaftler in den Datenmassen der Archive des europäischen Röntgen-Weltraumteleskope "XXM-Newton". Frühere vergleichbare Suchen, etwa am Kernforschungszentrum CERN und mit anderen Weltraumteleskopen, hatten hingegen bislang keinen Erfolg erbracht.


"Es erscheint plausibel, dass Axione - und damit Kandidaten für Teilchen der Dunklen Materie - tatsächlich im Innern der Sonne entstehen und dann tatsächlich innerhalb des Magnetfeldes der Erde zu Röntgenstrahlen umgewandelt werden (s.Grafik)", so Fraser noch zu Lebzeiten.


Die Modelle sagen voraus, dass ein solches von Axionen erzeugtes Röntgensignal immer dann am stärksten ist, wenn es durch die sonnengerichtete Seite des irdischen Magnetfeldes betrachtet wird, da dort dieses Feld am stärksten ist.



Schaubild zur Theorie der Forscher für die beobachtete Röntgensignatur. | Copyright: University of Leicester

Darauf basierend schlussfolgern die Forscher um Read: "Diese aufregende Entdeckung könnte tatsächlich umwerfend sei und möglicherweise ein Fenster auf eine gänzlich neue Physik öffnen. Das hätte gewaltige Auswirkungen, nicht nur für unser Verständnis über den wirklichen Röntgenhimmel, sondern auch für die Identifikation von Dunkler Materie, die alle Masseninhalte in unserem Kosmos dominiert."


"Sollte diese Entdeckung und Schlussfolgerung bestätigt werden, so würde es sich um den ersten direkten Nachweis der so flüchtigen Teilchen Dunkler Materie überhaupt handeln", zeigt sich auch der Präsident der Royal Astronomical Society und Pro-Vizekanzler des College of Science & Engineering, Professor Martin Barstow, fasziniert. "Dies hätte dann grundlegende Auswirkungen auf alle unsere Theorien über das Universum."


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