Dunkle Materie ist wieder auf der Speisekarte.
Zumindest wurde es nicht angepfiffen. Seit Jahren starren Astronomen auf einen seltsamen Gammastrahlenschleier, der das Zentrum der Milchstraße umgibt, und diskutieren darüber, ob es sich um unsichtbare Materie handelt, die langsam stirbt, oder nur um eine Horde Neutronensterne, die niemand finden wollte.
Jetzt hat ein internationales Team unter der Leitung von Leuten der Universität Wien und des Berkeley National Lab umfangreiche Berechnungen angestellt, um das Problem zu lösen.
Sie nutzten maschinelles Lernen. Konkret geht es darum, länger auf die Daten zu starren als frühere Teams. Ihr neuer Artikel in Physical Review Letters legt nahe, dass wir zwar noch keine endgültige Antwort haben, dunkle Materie aber noch nicht abgeschrieben werden kann. Bei weitem nicht.
Der überfüllte Raum
Nennen wir es den Galaktischen Zentrumsüberschuss. Das ist der technische Name für dieses annähernd kugelförmige, schwache Gammastrahlenglühen, das sich über Tausende von Lichtjahren erstreckt. Es liegt mitten im Herzen unserer Galaxie, und das ist das Problem.
Dort ist es hell.
Dort ist es voll.
Es ist, als würde man versuchen, bei einem Metal-Konzert ein Flüstern zu hören.
Eine Denkrichtung besagt, dass dieses Leuchten dunkle Materie sei, die sich selbst vernichte – ein ausgefallener theoretischer Tanz, bei dem Teilchen aufeinandertreffen und im Licht verschwinden. Das andere Lager sagt, es handele sich um Millisekundenpulsare. Das sind schnell rotierende Neutronensterne. Schnell, klein und größtenteils verborgen.
Jahrelange Standardanalysen schienen die Pulsare zu bestätigen. Sie sahen aus wie eindeutige Quellen, nur durch die Entfernung verschwommen. Dunkle Materie begann, wie ein seltsamer Mann auszusehen.
„Die Interpretation des Signals ist schwierig, da das Galaktische Zentrum außergewöhnlich hell ist.“ — Florian List, Universität Wien
Standardstatistiken haben etwas übersehen.
Das fehlende Teil hinzufügen
Die alten Analysen verfolgten, wo die Photonen auftrafen. Das ist es.
Sie ignorierten, wie viel Energie jeder einzelne in sich trug.
Das ist, als würde man ein Lied beschreiben, sich aber weigern, über die Melodie zu sprechen. Sie können den Rhythmus ohne die Noten verfolgen, kennen aber die Melodie nicht.
Um diesen blinden Fleck zu beheben, trainierten die Forscher ein maschinelles Lernsystem anhand von über einer Million simulierter Gammastrahlen-Schnappschüsse. Zum ersten Mal betrachteten sie gleichzeitig Standort und Energie. Ein umfassenderes Bild. Ein schärferes Objektiv.
Und das Ergebnis?
Es dreht das Drehbuch um.
Wenn es sich bei diesen Lichtpunkten wirklich um Millisekundenpulsare handelt, müssen sie laut Mathematik unglaublich schwach sein. Wir sprechen so dunkel, dass sie sich kaum vom Hintergrundgeräusch abheben.
Ein Meer unsichtbarer Sterne?
Hier ist der Haken.
Wenn es sich bei diesen schwachen Lichtflecken um Pulsare handelt, muss es so viele davon geben.
Nick Rodd aus Berkeley gab die Zahlen bekannt. Wir blicken nicht auf die wenigen Tausend, die zuvor angenommen wurden.
Wir brauchen mindestens 35,0 Emissionsquellen. Genau in der Mitte gebündelt.
„Die Quellen müssten so gut wie nicht von der vernichtenden Dunklen Materie zu unterscheiden sein.“
Fünfzigtausend. Das sind viele tote Sterne, die im Kern der Galaxie gepackt sind. Es fühlt sich überfüllt an. Zu voll?
Mögt es die Natur wirklich, fünfzigtausend rasante Spinner auf engstem Raum zusammenzuballen?
Wir wissen es nicht.
Die neuen Daten entkräften das größte Argument gegen die Dunkle Materie. Damit entfällt die einfache Erklärung: „Es handelt sich lediglich um unaufgelöste helle Pulsare.“
Beweist es, dass dunkle Materie das Leuchten verursacht? Nein.
Beweisen Sie es beim nächsten Mal.
Hier heißt es nur: Hör auf, über die Geistergeschichte zu lachen. Es könnte ein Geist sein. Oder es könnte eine Menschenmenge sein. Wir tappen immer noch im Dunkeln, aber wir haben jetzt eine bessere Taschenlampe.
Vielleicht hätten wir die Energiedaten früher hinzufügen sollen. Wahrscheinlich ja.
