Ein kosmisches Objekt zeigt, wie Dunkle Materie auch ohne Sterne existieren kann

Astronominnen und Astronomen haben ein außergewöhnliches Objekt im nahen Universum bestätigt: eine gasreiche Struktur, die vollständig ohne Sterne existiert. Das Objekt mit der Bezeichnung Cloud-9 wurde mit dem Hubble Space Telescope untersucht und liefert erstmals überzeugende Beobachtungsdaten für eine lange theoretisch vorhergesagte Klasse sogenannter „gescheiterter Galaxien“.

Cloud-9 befindet sich in der Umgebung der Spiralgalaxie Messier 94 in rund 14 Millionen Lichtjahren Entfernung. Bereits frühere Radiomessungen hatten dort eine ausgedehnte Wolke aus neutralem Wasserstoff nachgewiesen. Entscheidend war jedoch die neue Analyse hochauflösender Weltraumteleskop-Daten: Selbst mit der Empfindlichkeit moderner Instrumente ließ sich keine einzige Sternpopulation nachweisen.

Gas und Dunkle Materie – aber keine Sternentstehung

Die Forschenden ordnen Cloud-9 einer theoretischen Objektklasse zu, die als „reionisations-limitierte Wasserstoffwolken“ bezeichnet wird. Diese Strukturen bestehen aus Gas, das von einem massereichen Halo aus Dunkler Materie zusammengehalten wird. Zwar ist ausreichend Materie vorhanden, um eine Galaxie zu bilden, doch physikalische Prozesse im frühen Universum verhinderten offenbar, dass sich das Gas abkühlen und zu Sternen verdichten konnte.

Nach aktuellen Schätzungen dominiert die Dunkle Materie die Masse von Cloud-9 deutlich. Der sichtbare Wasserstoff macht nur einen kleinen Teil aus. Genau diese Kombination erklärt, warum solche Objekte extrem schwer zu entdecken sind: Ohne Sterne fehlt das Licht, an dem Astronominnen und Astronomen Galaxien normalerweise identifizieren.

Ein direkter Test kosmologischer Modelle

Die Existenz solcher sternlosen Strukturen ist eine direkte Vorhersage des heute gängigen kosmologischen Standardmodells. Bislang fehlten jedoch klare Beobachtungsbelege. Cloud-9 gilt nun als das bislang überzeugendste Beispiel dafür, dass es im Universum tatsächlich dunkle Galaxienhalos gibt, die nie gezündet haben.

Damit liefert das Objekt wichtige Hinweise darauf, wie sich Materie kurz nach dem Urknall verteilt hat und warum nicht jeder Klumpen aus Dunkler Materie zwangsläufig eine leuchtende Galaxie hervorbringt. Für die Kosmologie ist das von zentraler Bedeutung, denn solche Objekte könnten einen Teil der bislang „fehlenden“ Galaxien erklären, die in Simulationen vorhergesagt, aber lange nicht beobachtet wurden.

Ein fossiler Überrest aus der Frühzeit des Universums

Cloud-9 lässt sich als kosmisches Fossil verstehen: ein Überbleibsel aus einer Phase, in der die Bedingungen für Galaxienbildung noch nicht überall erfüllt waren. Künftige Radioteleskope und empfindlichere Weltrauminstrumente sollen nun gezielt nach weiteren solchen Objekten suchen, um ihre Häufigkeit und ihre Rolle in der Strukturentwicklung des Universums besser zu verstehen.

Sollten sich ähnliche sternlose Wolken als häufig erweisen, müsste das Bild der Galaxienentstehung weiter verfeinert werden – mit direktem Einfluss auf unser Verständnis von Dunkler Materie und der großräumigen Architektur des Kosmos.