Die dunkle Materie bleibt eines der größten Rätsel der modernen Astrophysik. Trotz ihrer massiven Präsenz im Universum, die fünfmal häufiger ist als die sichtbare Materie, gibt es bisher keine direkten Beweise für ihre Existenz. Ein Team von Forschern an der University of California in Berkeley hat einen neuen und aufregenden Ansatz entwickelt, um das geheimnisvolle Phänomen zu verstehen: die Suche nach Axionen, hypothetischen Teilchen, die als mögliche Kandidaten für die dunkle Materie gelten.

Laut den Wissenschaftlern könnten in den ersten Sekunden nach einer Supernova große Mengen von Axionen produziert werden. Diese Erkenntnisse wurden im renommierten Fachjournal Physical Review Letters veröffentlicht und könnten bahnbrechende Implikationen für unser Verständnis des Universums haben.

Die Forscher sind überzeugt, dass Axionen in den ersten zehn Sekunden nach dem Kollaps eines massereichen Sterns erzeugt und in hochenergetische Gammastrahlen umgewandelt werden. Um diese Strahlen zu erfassen, setzen sie derzeit auf das „Fermi“-Gammastrahlen-Teleskop der NASA, das in der Lage ist, derartige Strahlen zu detektieren. Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass das Teleskop zum Zeitpunkt der Explosion direkt auf die Supernova gerichtet sein muss – was nur in jedem zehnten Fall gelingt.

Um eine Supernova zu entdecken, muss sie zudem relativ nah sein – innerhalb der Milchstraße oder einer ihrer Satellitengalaxien. Solche Ereignisse sind jedoch äußerst selten; die letzte nahe Supernova, SN 1987A, fand 1987 statt, und damals fehlten die nötigen Instrumente zur Erfassung der Gammastrahlen.

Dunkle Materie ist ein fundamentaler Bestandteil der astronomischen Theorien. Sie könnte eine entscheidende Rolle in der Entstehung der ersten Galaxien und Sterne gespielt haben und beeinflusst auch das Bewegungsverhalten von Himmelskörpern. Die Europäische Raumfahrtagentur ESA hat ein Projekt namens „Euclid“ ins Leben gerufen, um Hinweise auf dunkle Materie und dunkle Energie zu finden.

Benjamin Safdi, Hauptautor der Studie, sagt: „Wenn wir eine Supernova wie die SN 1987A mit modernen Gammastrahlen-Teleskopen beobachten, könnten wir das QCD-Axion in einem großen Teil seines Parameterraums nachweisen oder ausschließen. Und das alles würde innerhalb von 10 Sekunden geschehen.“ Safdi fügt hinzu, dass die Wahrscheinlichkeit, Axionen zu entdecken, bei einer Supernova gering sei.

Die Wissenschaftler schlagen vor, eine Flotte von Gammastrahlen-Teleskopen einzusetzen, die den Himmel kontinuierlich überwachen, um sicherzustellen, dass keine nahegelegene Supernova übersehen wird. „Wir sind alle besorgt, dass die nächste Supernova bevorsteht, bevor wir die richtigen Instrumente zur Verfügung haben“, betont Safdi. „Es wäre bedauerlich, wenn morgen eine Supernova aufträte und wir die Gelegenheit verpasst, das Axion nachzuweisen – es könnte Jahrzehnte dauern, bis wir wieder eine solche Chance erhalten.

In einer Welt, in der Geheimnisse des Universums auf dem Spiel stehen, ist das Rennen um die Enthüllung der dunklen Materie spannender denn je und könnte wegweisende Erkenntnisse über die Struktur und das Verhalten unseres Kosmos liefern.