Was im vergangenen Jahr als mögliche Spur Dunkler Materie Schlagzeilen machte, erklärt eine neue Analyse mit verborgenen Strukturen in den Fermi-Blasen, den Überresten gewaltiger Ausbrüche des Schwarzen Lochs im Herzen unserer Galaxie.
Ein schwaches Gammaleuchten rund um das Zentrum der Milchstraße, das als möglicher Fingerabdruck Dunkler Materie galt, stammt offenbar aus den Fermi-Blasen, zwei riesigen Strukturen über und unter der Mitte unserer Galaxie.
Das überrascht, weil das Leuchten tatsächlich existiert und sich trotzdem nicht so verhält, wie es Dunkle Materie müsste, denn weit draußen ist es viel zu hell.
Ein Team um Ilias Cholis von der Oakland University hat dafür Daten des Gamma-Weltraumteleskops Fermi neu ausgewertet und die Blasen mit zwei inneren Strukturen genauer nachgebildet als bisher.
Nebenbei zeigt sich, dass das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße wohl mehr als einmal ausgebrochen ist.
Riesenblasen und ein rätselhaftes Leuchten
Seit das Weltraumteleskop Fermi den Himmel in Gammastrahlung kartiert, der energiereichsten Form von Licht, kennen Astronomen zwei gewaltige Strukturen über und unter dem Zentrum der Milchstraße.
Diese Fermi-Blasen sind vermutlich Überbleibsel aus einer Zeit vor einigen Millionen Jahren, als die Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs außergewöhnlich aktiv war.
Sie leuchten, weil darin schnelle Elektronen unterwegs sind, die gewöhnlichem Licht einen enormen Energieschub geben und es so in Gammastrahlung verwandeln.
Bisher galten die Blasen als gleichmäßig hell mit scharfen Rändern.
Im vergangenen Jahr meldete der japanische Astrophysiker Tomonori Totani ein zusätzliches Leuchten im Halo, der riesigen, fast kugelförmigen Hülle um unsere Galaxie.
Es erinnerte an das, was man von Dunkler Materie erwartet, jener unsichtbaren Masse, die Galaxien zusammenhält, aber selbst kein Licht aussendet.
Treffen zwei ihrer hypothetischen Teilchen aufeinander, könnten sie sich gegenseitig vernichten und dabei Gammastrahlung freisetzen.
Der Haken liegt darin, dass der Gammahimmel ein Gemisch aus vielen Quellen ist, etwa aus kosmischer Strahlung, die auf Gas zwischen den Sternen prallt, und aus fernen Galaxien.
Ein schwaches Zusatzsignal findet man nur, wenn man alles Bekannte vorher abzieht, und dieses Bekannte stammt aus Computermodellen der Milchstraße, die selbst unsicher sind.
Totani hatte sich im Kern auf ein solches Modell und einige eng verwandte Varianten gestützt.
Wie das Team den Gammahimmel neu zerlegte
Ilias Cholis von der Oakland University in Michigan hat gemeinsam mit Leo Qiyuan Hu und Yi-Ming Zhong von der City University of Hong Kong die Fermi-Daten aus vielen Jahren Beobachtungszeit neu untersucht.
Für jede bekannte Lichtquelle am Himmel legten sie eine Art Schablone an, deren Helligkeit der Computer so lange hoch- und herunterregelt, bis die Summe zum gemessenen Himmel passt.
Was danach übrig bleibt, ist ein Kandidat für etwas Neues.
Anders als Totani nutzte das Team eine ganze Bibliothek unterschiedlicher Modelle der Milchstraße und zerlegte den Himmel in Streifen, die verschieden weit von der Ebene unserer Galaxie entfernt liegen.
Die Studie ist bislang ein Preprint auf dem Server arXiv und wurde noch nicht von unabhängigen Fachleuten begutachtet.
Weit draußen ist das Leuchten zu hell
Zuerst wiederholten die Forschenden Totanis Analyse und fanden das zusätzliche Leuchten ebenfalls, ein bloßer Rechenfehler ist es also nicht.
Dann stellten sie den Daten eine einfache Frage.
Dunkle Materie ist zum Zentrum hin am dichtesten, und weil sich ihre Teilchen dort viel häufiger begegnen, müsste ihr Leuchten nach außen stark und auf vorhersagbare Weise abnehmen.
Wer das Leuchten in einem inneren Streifen misst, kann also ausrechnen, wie hell es weiter draußen höchstens sein darf.
Im äußersten Streifen war es jedoch bis zu siebenmal heller, als es bei Dunkler Materie sein dürfte.
Das Leuchten verhalte sich in diesen Regionen der Milchstraße „nicht so, wie es ein Signal aus der Zerstrahlung Dunkler Materie tun würde“, halten die Autoren fest.
Außerdem verwechselte der Computer das Zusatzleuchten leicht mit dem Licht der schnellen Elektronen, das auch die Fermi-Blasen zum Strahlen bringt.
Weil der rätselhafte Rest auch in seiner Mischung aus schwächeren und stärkeren Gammastrahlen den Blasen ähnelte, prüfte das Team, ob diese wirklich so gleichmäßig hell sind wie angenommen.
Die Fermi-Blasen haben ein Innenleben
Das neue Modell setzt die Blasen aus drei Teilen zusammen.
Die äußere Hülle fällt etwas größer aus als bisher gedacht, und in ihrem Inneren sitzen zwei weitere Strukturen.
Die erste sind die sogenannten Kokons, zwei längliche, schräg gekippte Gebilde, für die es schon früher Hinweise gab und von denen das südliche deutlich heller strahlt.
Die zweite haben die Forschenden neu eingeführt, abgeflachte Bereiche weit über und unter dem Zentrum, die sie Innenblasen nennen und deren Form an den Hut eines Pilzes erinnert.
Sie enthalten offenbar etwas energieärmere Elektronen, die möglicherweise vom Zentrum aus weit nach oben aufgestiegen sind.
Zusammen erklären Kokons und Innenblasen das rätselhafte Leuchten, und die Innenblasen passen dabei sogar deutlich besser zu den Daten als die Schablone für Dunkle Materie.
Könnten unsere Augen Gammastrahlung sehen, würde jede der beiden Fermi-Blasen vom Band der Milchstraße aus gut 50 Grad in den Himmel ragen, so weit wie etwa zweieinhalb gespreizte Hände am ausgestreckten Arm.
„Die kürzlich von Totani gemeldete halo-artige Emission ist real, geht aber wahrscheinlich auf die Fermi-Blasen zurück und nicht auf die Zerstrahlung Dunkler Materie im galaktischen Halo“, fassen die Autoren in ihrer Studie zusammen.
Spuren mehrerer Ausbrüche im Zentrum der Milchstraße
Ganz vom Tisch ist Dunkle Materie damit nicht.
Ein deutlich schwächeres Signal könne dort draußen durchaus existieren, räumen die Autoren ein.
Der Bedarf für ein Signal in der behaupteten Stärke aber „verschwindet mit diesem neuen Modell der Blasen“.
Einen anderen, seit Jahren diskutierten Gammaüberschuss direkt im Zentrum der Galaxie, den manche ebenfalls der Dunklen Materie zuschreiben, lässt das neue Modell unangetastet.
Die neuen Strukturen erzählen zudem etwas über die Geschichte des Schwarzen Lochs in unserer Mitte.
Die Kokons sind schmaler als die großen Blasen und deutlich anders geneigt, was auf einen eigenen Ausbruch hindeutet.
„Es ist vernünftig anzunehmen, dass diese beiden Strukturen unterschiedlich alt sind, wobei die Kokons wahrscheinlich von einem späteren Ereignis stammen“, schreibt das Team.
Ihre Modelle der Blasen stellen die Forschenden frei zur Verfügung.
Prüfen lassen sich die Innenblasen auch mit Beobachtungen bei längeren Wellenlängen, denn dieselben Elektronen sollten dort ein eigenes, schwaches Leuchten erzeugen.
Für den südlichen Kokon gibt es in Daten des Satelliten Planck bereits erste Hinweise darauf.
Meine Meinung
Diese Studie zeigt schön, dass ein echtes Signal und die richtige Erklärung dafür zwei verschiedene Dinge sind.
Totani hat etwas Reales gefunden, und trotzdem scheitert die naheliegende Deutung an einer erstaunlich schlichten Prüfung, nämlich an der Frage, ob das Leuchten nach außen so abnimmt, wie es die Physik verlangt.
Bemerkenswert finde ich auch, wie viel Unsicherheit im Hintergrund mitschwingt, denn jede Entdeckung im Gammalicht ist nur so gut wie das Modell all dessen, was man vorher abzieht.
Am stärksten bleibt bei mir aber das Bild der Fermi-Blasen hängen, die sich als Schichtenarchiv entpuppen, in dem das Schwarze Loch unserer Galaxie mehrere Ausbrüche hinterlassen hat.
Wenn du jemanden kennst, der von der vermeintlichen Spur Dunkler Materie gelesen hat, schick ihm diese Geschichte, denn ein Schwarzes Loch, das immer wieder riesige Blasen in unsere Galaxie gepustet hat, ist kaum weniger erstaunlich.
Quelle: Ilias Cholis (Oakland University), 2026; ArXiv:2610.10695
Dieser Artikel steht unter CC BY 4.0. Du darfst ihn teilen und bearbeiten, auch kommerziell. Bitte kennzeichne ihn dabei mit „Dieser Artikel erschien zuerst auf Himmelsakte" und verlinke auf den Originalartikel.
