Mit dem Zentrum unserer Galaxie stimmt etwas grundlegend nicht.
Seit Jahrzehnten beobachten Astronomen, wie der galaktische Kern mit Gammastrahlen leuchtet. Dieses Licht kommt von Positronen – Antimaterie-Zwillingen von Elektronen –, die mit gewöhnlicher Materie kollidieren und verschwinden. Das Problem? Wir haben keine Ahnung, woher all diese Positronen kommen. Bekannte Quellen wie Schwarze Löcher und Neutronensterne produzieren bei weitem nicht genug.
Nun sagen zwei Physiker, sie hätten möglicherweise die Antwort gefunden, und die ist noch viel schlimmer.
Thomas Siegert und Hiroki Yoneda berichten über die Entdeckung der Signatur der Antimaterie-Vernichtung außerhalb der Milchstraße. Insbesondere in Gaswolken, die von unserer galaktischen Scheibe wegdriften.
„Dies wäre der erste Nachweis einer extragalagischen Positronenvernichtung“, sagte Siegert. „Das allein würde bedeuten, dass der Positronengehalt der Milchstraße viel größer ist als das, was derzeit im Inneren beobachtet wird.“
Warum können wir die Positronenproduktion in der Milchstraße nicht erklären?
Bei dem fraglichen Signal handelt es sich um die Gammastrahlenlinie mit 511 Kiloelektronenvolt. Es ist der Fingerabdruck eines Positrons, das auf ein Elektron trifft. Sie vernichten. Boom. Gammastrahlen.
Astronomen haben dies zwanzig Jahre lang mit dem INTEGRAL-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation am Himmel kartiert. Die Mission endete im Jahr 2025 und hinterließ einen riesigen Datensatz. Siegert und Yoneda haben alles durchgearbeitet. Sie teilten die Daten in dreijährige Blöcke auf, dann sechs, dann neun. Sie suchten nach instrumentellen Fehlern. Hintergrundgeräusche. Störungen.
Das Signal blieb bestehen. Mit der Zeit wurde es stärker.
Wo haben sie also gesucht?
Zwei bestimmte Regionen fielen ihnen ins Auge:
* Komplex C: Eine massive Wasserstoffwolke, die auf die Milchstraße zufällt.
* Der Magellansche Strom: Ein Gasband, das die Umlaufbahnen der Großen und Kleinen Magellanschen Wolke verfolgt.
An keinem dieser Orte sollte es Positronen geben. Sie sind weit entfernt von den Energiequellen, aus denen sie entstehen. Dies impliziert, dass die Positronen dorthin gereist sind. Sie sind der Milchstraße entkommen.
Hier ist der Clou: Positronen müssen langsam sein, um effizient zu vernichten. Energiereiche fliegen einfach vorbei. Damit sie in fernen Gaswolken vernichtet werden können, müssen sie mit hoher Geschwindigkeit aus unserer Galaxie entkommen, im intergalaktischen Medium abgebremst worden sein und dann kollidiert sein.
Dieser Fluchtmechanismus war völlig unerwartet.
Wie viel Antimaterie produziert die Galaxie tatsächlich?
Wenn Positronen austreten, bevor sie in der Scheibe vernichtet werden, haben wir die Gesamtproduktion unterschätzt.
Bezeichnenderweise.
Siegert und Yoneda berechnen, dass die Milchstraße jede Sekunde etwa 100 Billionen (das sind 14 gefolgt von 14 Nullen) Positronen ausstößt. Dies ist zwei- bis dreimal höher als bisherige Schätzungen.
„Uns gehen die herkömmlichen astrophysikalischen Objekte aus, um sie zu erklären“, bemerkte Siegert.
Schwarze Löcher. Radioaktiver Zerfall in Sternen. Neutronensterne. Nichts davon ergibt die neue Zahl. Die Kluft wird größer.
Ist es möglich, dass die Daten falsch sind? Vielleicht.
Das stärkste Signal erreichte eine statistische Konfidenz von 4 Sigma. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um einen Zufall handelt, bei etwa eins zu 15.000 liegt. Die Physik verlangt 5 Sigma für eine bestätigte Entdeckung. Es ist verlockend, nicht endgültig. Aber die Autoren sind zuversichtlich. Sie sehen echte Vernichtungssignaturen außerhalb unserer galaktischen Nachbarschaft.
Könnte Dunkle Materie die Quelle der Antimaterie sein?
Was also erzeugt diesen Überschuss?
Die konventionelle Astrophysik hat Probleme. Die Zahlen sind zu hoch. Die Quellen passen nicht.
Siegert schlägt vor, dass wir uns woanders umsehen müssen. Nicht an Sternen, sondern am unsichtbaren Gerüst des Universums.
„Helle Teilchen der dunklen Materie“, schlug er vor.
Wenn Teilchen dunkler Materie vernichten oder zerfallen, könnten sie Positronen erzeugen. Wenn die neue Schätzung der Produktion korrekt ist, müssen möglicherweise Standardmodelle für dunkle Materie angepasst werden. Oder komplett ersetzt.
Die NASA plant, das Compton Spectrometer and Imager (COSI) im Jahr 2027 auf den Markt zu bringen. Dieses Teleskop wird eine bessere Empfindlichkeit als INTEGRAL haben. Es kann diese „verlockenden Hinweise“ bestätigen oder dementieren.
Bis dahin bleibt uns eine Galaxie, die reich an Antimaterie ist, als wir dachten. Austretende Partikel ins Leere.
Wo, glauben Sie, verstecken sich die anderen?
