Eine internationale Zusammenarbeit von Astronomen berichtet von einem ungewöhnlichen Anstieg atmosphärischer Teilchen, der eine lang ersehnte Signatur der Dunklen Materie sein könnte.
Der umlaufende PAMELA-Satellit, eine von Italien, Russland, Deutschland und Schweden betriebene Mission der Astrophysik, hat eine Flut von Positronen - Antimaterie-Gegenstücke zu Elektronen - im Energiebereich entdeckt, von denen angenommen wird, dass sie mit dem Zerfall der Dunklen Materie verbunden sind. Die Ergebnisse erscheinen in der dieswöchigen Ausgabe des Journals Natur.
Dunkle Materie ist die unsichtbare Substanz, die den größten Teil der Masse unseres Universums ausmacht und deren Vorhandensein aus Gravitationseffekten auf sichtbare Materie abgeleitet werden kann. Wenn Teilchen der dunklen Materie nach Kontakt mit Antimaterie vernichtet werden, sollten sie eine Vielzahl von subatomaren Teilchen ergeben, einschließlich Elektronen und Positronen.
Antiteilchen machen einen kleinen Teil der kosmischen Strahlung aus und es ist auch bekannt, dass sie bei Wechselwirkungen zwischen Kernen der kosmischen Strahlung und Atomen im interstellaren Medium entstehen, das als „Sekundärquelle“ bezeichnet wird.
Frühere statistisch begrenzte Messungen des Verhältnisses von Positronen- und Elektronenflüssen wurden als Beweis für eine Primärquelle für die Positronen interpretiert, ebenso wie ein Anstieg des gesamten Elektronen-Positronenflusses bei Energien zwischen 300 und 600 GeV. Primärquellen könnten Pulsare, Mikroquasare oder die Vernichtung der Dunklen Materie sein.
Der leitende Studienautor Oscar Adriani, ein Astrophysikforscher an der Universität von Florenz in Italien, und seine Kollegen berichten von einem Positronen-Elektronen-Verhältnis, das systematisch ansteigt und auf eine Vernichtung der Dunklen Materie hindeutet.
Das neue Papier berichtet über eine Messung des Positronenanteils im Energiebereich von 1,5 bis 100 GeV.
"Wir stellen fest, dass die Positronenfraktion über einen Großteil dieses Bereichs stark ansteigt, was mit Sekundärquellen völlig unvereinbar zu sein scheint", schrieben die Autoren in der Natur Papier. "Wir schließen daraus, dass eine primäre Quelle, sei es ein astrophysikalisches Objekt oder die Vernichtung der Dunklen Materie, notwendig ist." Eine andere mögliche Quelle für die Anitmatter-Teilchen könnte neben der Vernichtung der dunklen Materie ein Pulsar sein.
PAMELA, das für Payload for Antimatter Matter Exploration und Light Nuclei Astrophysics steht, wurde im Juni 2006 auf den Markt gebracht und soll zunächst drei Jahre dauern. Missionswissenschaftler sagen nun, dass sie bis mindestens Dezember 2009 weiterhin Daten sammeln werden, um festzustellen, ob die Positronen aus der Vernichtung der Dunklen Materie oder einer einzelnen Quelle in der Nähe stammen.
Quelle: Natur (hier gibt es auch eine arXiv / astro-ph-Version)
