Schauen Sie nach Sonnenuntergang in den nächtlichen Himmel: Die vertraute Sternendecke leuchtet mit hellen Punkten. Diese lodernden Fusionsreaktoren sind so energiegeladen, dass wir ihr Licht trotz Milliarden Kilometer Entfernung wahrnehmen.
Ein Anblick, den wir alle kennen – doch denken Sie, dass alle Sterne leuchten müssen? Neueste Forschung deutet auf eine andere Klasse hin: Geistersterne, unsichtbar und dunkel, die sich lautlos durch den Kosmos bewegen.
Astronomen wissen: Der Großteil des Universums ist unsichtbar. In Galaxien wie der Milchstraße rotieren Randsterne zu schnell, um allein durch sichtbare Materie gebunden zu bleiben. Dunkle Materie – unsichtbare Masse – sorgt für die nötige Gravitation und überwiegt die normale Materie um mehr als das Fünffache.
Lange galt die Hypothese schwach wechselwirkender massiver Teilchen (WIMPs) als Erklärung. Physiker errichteten Detektoren in der Antarktis, stillgelegten Minen und sogar auf der ISS. Bisher ohne Erfolg.
Ironischerweise könnte ein solcher Detektor nun eine Alternative stützen: dunkle Bosonen, die zu unsichtbaren Geistersternen führen.
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Dunkle Bosonen
Das XENON1T-Experiment tief unter dem Gran-Sasso-Massiv in Italien, der weltgrößten unterirdischen Forschungsanlage, nutzt über drei Tonnen flüssiges Xenon als WIMP-Falle. Stöße erzeugen Elektronen und Photonen.
Im Sommer 2020 meldeten Forscher einen unerwarteten Elektronenüberschuss – nicht von WIMPs. Dr. Tongyan Lin von der University of California, San Diego, nennt drei Optionen: Sonnenpartikel, Verunreinigungen oder dunkle Bosonen.
Bosonen tragen Kräfte; das Photon die elektromagnetische. Dunkle Bosonen könnten dunkle Materie bilden oder deren Wechselwirkung mit Normalmaterie vermitteln. Hält das Signal stand, wäre es der erste Hinweis.
Im September 2020 folgten Laser-Experimente: Europäisches Team (Univ. Aarhus, Dr. Michael Drewsen) und US-Team fingen Atome ein. Dunkle Bosonen würden Energieniveaus verschieben. Die USA fanden eine Abweichung – vielversprechend, gepaart mit XENON1T.
Astronomen ergänzen: Bosonen verklumpen gravitativ zu Bosonensternen. „Sie ziehen sich selbst an“, sagt Hector Olivares von der Radboud University. Diese wären lichtlos, transparent – Geistersterne, durch die Materie gleitet.
Ohne elektromagnetische Abstoßung passieren sie Objekte. Olivares: Solche Sterne könnten supermassereich wie zentrale Schwarze Löcher wirken, aber ohne feste Oberfläche.
Schwarze Löcher und Bosonensterne
Simulationen zeigen: Bosonensterne sind unterscheidbar. Kein Schatten wie bei Schwarzen Löchern (EHT-Bild 2019), stattdessen Pseudo-Schatten. Mit dem Event Horizon Telescope testbar – aktuell im Gange für unser Milchstraßenzentrum.
Dr. Juan Calderón Bustillo (Univ. Santiago de Compostela) analysierte GW190521 (LIGO 2019): Keine In-Spiralphase, langes Signal, hohe Rotation. Passt zu kollidierenden Bosonensternen, die oszillieren, bevor sie kollabieren. Bosonenmasse konsistent mit Grenzen.
Mehr solcher Signale ohne In-Spiral könnten beweisen. Zukünftige Detektoren wie Einstein-Teleskop und LISA (Dr. Costantino Pacilio, Sapienza Univ. Rom) bieten höhere Präzision für Objekt-Signaturen.
Das Universum birgt mehr als sichtbare Sterne. Geistersterne könnten Realität sein – eine Revolution in der Astronomie.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 360 des BBC Science Focus Magazine – Hier abonnieren