Die geheimnisvolle Dunkle Materie
Blicken wir Mitte November am frühen Abend Richtung Nordosten so sehen wir den hellen Stern Capella im Fuhrmann. Rechts davon, über dem Horizont steht der rötlich leuchtende Riesenstern Aldebaran, der das Auge vom Sternbild Stier darstellt. Weit über ihm finden wir eine dichtstehende Ansammlung von jungen Sternen, es ist das Siebengestirn oder auch die Plejaden genannt. Über Fuhrmann und Stier erheben sich das „Himmels –W“, die Cassiopeia, darunter das „Himmels – Y“, der Perseus und rechts daneben die Sternbilder Andromeda und Pegasus.
Galaxien, die Bausteine des Kosmos
Sterne und Planeten sind Objekte, die durch die Gravitation entstehen. Die eigentlichen Bausteine des Universums sind aber Galaxien, die bis zu 300000 Lichtjahre groß sein können. Am Rande einer dieser Galaxien, unserer Milchstraße, liegt unser Sonnensystem. Deswegen sehen wir die meisten der über 250 Milliarden Sterne längs eines schmalen Bandes, das durch die Sternbilder Perseus und Cassiopeia zurzeit quer über den Himmel läuft.
Im Sternbild Andromeda steht die Andromedagalaxie, ein 2,5 Millionen Lichtjahre entferntes Sternensystem, das man in klaren Nächten gerade so mit dem bloßen Auge erkennen kann.
Weit über 200 Milliarden solcher Galaxien bilden den uns bekannten Kosmos. Sie ordnen sich in einer netzartigen Struktur an, längs der die sogenannte Dunkle Materie eine besonders starke Schwerkraft erzeugt, die die Bildung der Galaxien vor Milliarden von Jahren begünstigt hat.
Die Dunkle Materie durchdringt aber auch das Innere der Galaxien und hält diese zusammen. Es hört sich unglaublich an: Die 300 Milliarden Sterne einer Galaxie, die zahlreichen Gas- und Staubwolken, bilden nur einen kleinen Teil dessen, was ein Sternensystem ausmacht, der größte Teil besteht aus unsichtbarer Dunkler Materie. Im Kosmos gibt es 600 Mal mehr Dunkle Materie als leuchtende Sterne.
Dunkle Materie ist durchsichtig, strahlt kein Licht aus und wirft keinen Schatten. Ihre Schwerkraft aber hält nicht nur unsere Galaxis zusammen sondern bestimmt entscheidend die Entwicklung des Universums, ja sie ist sogar die Ursache für die Bildung der Galaxien.
Untersucht man die Bewegungen von Sternen und Galaxien genau, verraten sich Ansammlungen Dunkler Materie indirekt. Astronomen sind sich also sicher, dass es sie gibt, aber dennoch möchte man gerne etwas davon einfangen und untersuchen.
Auf der Suche nach der Dunklen Materie
Im November startet dazu ein neues Experiment im tiefsten Labor der Erde, dem SNOLAB in Kanada. In einer Tiefe von 2100 m ist man von allen störenden Einflüssen aus dem Kosmos abgeschirmt, lediglich die Objekte der Dunklen Materie müssten hier noch durchfliegen. In einem riesigen Tank, gefüllt mit 3,5 Tonnen tiefkaltem flüssigen Argon hofft man beim Experiment DEAP 3600 auf Zusammenstöße mit dem was da aus dem Kosmos kommt und den Argon Atomen. Diese würden einen Stoß erhalten und extrem schwaches Licht aussenden, das man mit hochempfindlichen Kameras aufzeichnen will.
Fast 5 Jahre hat der Aufbau des Experimentes gedauert. Alle Geräte, der Argonbehälter und die Tragekonstruktion mussten durch einen engen Schacht und enge Stollen zerlegt ins Labor gebracht und dort zusammengebaut werden. Im August wurden die empfindlichen Kameras geeicht und ab jetzt hoffen die Forschenden darauf, die ersten zu sein, die Dunkle Materie direkt nachweisen können.
So wie die Spitze eines Eisberges von gewaltigen unsichtbaren Eismengen unter Wasser getragen wird, zeigen die leuchtenden Sterne und Galaxien unvorstellbare Mengen an Dunkler Materie an. Noch können wir nur vermuten woraus sie besteht, aber sie ist da und ohne sie gäbe es die Sternansammlung des Milchstraßenbandes schon lange nicht mehr und wir würden am Himmel nur vereinzelte Sterne erkennen. Aber wahrscheinlich gäbe es ohne Dunkle Materie noch nicht einmal unsere Galaxis.