Astronomen haben ein beispielloses Himmelsobjekt namens „Wolke 9“ entdeckt – eine massive, dunkle und gasreiche Wolke, die nie ganz zu einer Galaxie wurde. Dieses in The Astrophysical Journal Letters veröffentlichte und auf dem Treffen der American Astronomical Society vorgestellte Ergebnis liefert starke Beweise für das führende kosmologische Modell des Universums.
Ein ursprüngliches Relikt
Cloud-9 liegt 14 Millionen Lichtjahre entfernt in der Nähe der Spiralgalaxie Messier 94 und ist ein seltenes Beispiel für einen Halo aus dunkler Materie, dem die kritische Masse fehlte, die für den Kollaps zu einer vollwertigen Galaxie erforderlich wäre. Im Gegensatz zu den meisten Halos aus dunkler Materie, die unsichtbar bleiben, enthält Cloud-9 genug Gas, um durch Radiobeobachtungen entdeckt zu werden, was eine wichtige Vorhersage des Lambda-Modells für kalte dunkle Materie (LCDM) bestätigt.
„Diese ‚dunklen Lichthöfe‘ sollten reichlich vorhanden sein, doch die meisten von ihnen halten kein Wasserstoffgas zurück und bleiben daher unsichtbar“, erklärt Deep Anand, der Hauptautor der Studie.
Die Entdeckung lässt darauf schließen, dass das Universum mit ähnlichen Halos aus dunkler Materie mit geringer Masse und ohne Sterne gefüllt sein könnte, wie von theoretischen Modellen vorhergesagt.
Vom Funksignal zur bestätigten Anomalie
Cloud-9 wurde erstmals vor drei Jahren mit dem Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) in China entdeckt. Frühe Beobachtungen hatten Schwierigkeiten, seine Natur zu bestimmen; Es könnte eine schwache Zwerggalaxie gewesen sein. Nachfolgende Beobachtungen mit der Advanced Camera for Surveys des Hubble-Weltraumteleskops enthüllten jedoch etwas weitaus Seltsameres: eine Reionization-Limited H I Cloud (RELHIC), ein zuvor theoretischer Objekttyp.
Das Vorhandensein von neutralem Wasserstoff bestätigte, dass Cloud-9 keine typische Galaxie war, sondern ein einzigartiges „Fenster in das dunkle Universum“.
Das empfindliche Gleichgewicht von Masse und Schwerkraft
Analysen zeigen, dass Cloud-9 etwa eine Million Sonnenmassen an Gas enthält, was nicht ausreicht, um sich ohne zusätzliche Gravitationsunterstützung zusammenzuhalten. Berechnungen ergaben, dass eine Komponente der Dunklen Materie etwa fünf Milliarden Sonnenmassen wiegt – womit sie knapp unter der kritischen Massenschwelle für die Galaxienbildung liegt.
Das bedeutet, dass die Dunkle-Materie-Komponente von Cloud-9 massiv genug ist, um die Wolke intakt zu halten, aber nicht schwer genug, um einen Kollaps in eine Galaxie auszulösen. Die Wolke befindet sich außerdem im thermischen Gleichgewicht mit dem kosmischen ultravioletten (UV) Hintergrund, wodurch die Sternentstehung verhindert wird.
Implikationen für die Kosmologie
Cloud-9 liefert physikalische Beweise dafür, dass bestehende Modelle der Dunklen Materie und Galaxienentstehungstheorien auf dem richtigen Weg sind. Trotz ihres prekären Zustands könnte die Wolke immer noch genug Masse ansammeln, um eine Galaxie zu werden, obwohl ein solches Szenario spekulativ ist.
Die Entdeckung von Cloud-9 ist äußerst selten, da solche Objekte leicht von helleren Himmelsquellen überstrahlt werden und dazu neigen, durch intergalaktische Kräfte erodiert zu werden. Um in seinem gegenwärtigen Zustand zu überleben, muss sich Cloud-9 langsam gebildet haben und relativ isoliert bleiben.
Die Existenz dieser „gescheiterten Galaxie“ unterstreicht das komplexe Zusammenspiel zwischen dunkler Materie, Gasdynamik und kosmischer Strahlung in der frühen Entwicklung des Universums. Zukünftige Studien werden sich auf die Suche nach ähnlichen Objekten konzentrieren, obwohl die für ihr Überleben erforderlichen Bedingungen außergewöhnlich spezifisch sind.
