Dunkle Materie ist ein Mysterium. Sie wird erst durch ihre Gravitationswirkung im Universum sichtbar, wenn sie Galaxien an sich bindet. Es wird vermutet, dass der Großteil unseres Universums aus Dunkler Materie besteht – doch die Forschung tut sich schwer mit ihrer Betrachtung.

Japanischen Forscher:innen der Nagoya-Universität ist hier ein Durchbruch gelungen: Sie konnten Dunkle Materie vermessen, die weit früher existiert als alle anderen Beobachtungen davor. Genauer gesagt: Die beobachtete Galaxie mit der Dunklen Materie entstand vor rund 12 Milliarden Jahren, also knapp vor dem Urknall, der vor schätzungsweise 13,8 Milliarden Jahren passierte. Bisher war es nur möglich acht bis zehn Milliarden Jahre alte Galaxien zu vermessen.

Die Standardmethode zur Vermessung von Dunkler Materie stieß dabei allerdings an ihre Grenzen. Denn Dunkle Materie strahlt kein eigenes Licht aus, sie ist quasi unsichtbar. Will man sie analysieren, muss man Galaxien beobachten.

Das Verfahren läuft normalerweise über den sogenannten Gravitationslinseneffekt. Dabei nehmen die Wissenschaftler: innen zwei unterschiedlich weit entfernte Galaxien ins Visier und analysieren dann die Verhältnisse von Masse und Schwerkraft dazwischen, um die Effekte der Dunklen Materie zu analysieren.

Diese Methode funktioniert aber nur, wenn die Galaxien hell genug sind. Je älter diese sind, umso weniger Licht ist vorhanden und der Gravitationslinseneffekt greift daher nicht.

Das Team aus Japan ging in der Studie anders vor. Es nutzte eine alternative Lichtquelle: Den Cosmic Microwave Background (CMB), eine Art übriggebliebene elektromagnetische Strahlung aus den Frühzeiten des Universums, um die sehr alte Dunkle Materie sichtbar zu machen.

Eine wichtige Erkenntnis konnten die Forscher:innen dabei schon ziehen. Offenbar ist die Verteilung der Dunklen Materie um die sehr alten Galaxien ganz anders als man es von jüngeren Galaxien kennt.

Wissenschaftler:innen gingen bisher immer von einer „klumpigen“ Beschaffenheit der Dunklen Materie aus, die die Galaxien wie eine Art Heiligenschein umgibt. Laut der japanischen Studie ist die Klumpenbildung in den Anfängen unseres Universums aber deutlich weniger ausgeprägt und viel homogener.

Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Physical Review Letters veröffentlicht.