Jupitermond Ganymed könnte Dunkle Materie aufspüren

Spektrum der Wissenschaft

27.8.2025

Eine spekulative Form der Dunklen Materie hat vielleicht Spuren im grössten Mond unseres Sonnensystems hinterlassen. Missionen wie Juice könnten diese nachweisen.

Seit Jahrzehnten jagen Fachleute einer geisterhaften Substanz nach, die grosse Teile unseres Universums durchdringt. Nicht viel ist über diese mysteriöse Dunkle Materie bekannt, aber ihren Einfluss können Kosmologinnen und Kosmologen deutlich in den Bewegungen von Sternensystemen und Galaxien beobachten. Die meisten Forschenden gehen davon aus, dass Dunkle Materie aus winzigen, sehr leichten Teilchen besteht, die ausser über die Schwerkraft kaum mit ihrer Umgebung wechselwirken. Doch spekulativere Theorien besagen, dass die Substanz aus vielen extrem schweren Teilchen zusammengesetzt ist, die nur sehr selten auftreten und deshalb noch nicht nachgewiesen wurden. Hinweise auf eine derartige «makroskopische» Dunkle Materie liessen sich auf dem Jupitermond Ganymed finden, erklärt nun der Physiker William DeRocco in einer noch nicht begutachteten Studie. Damit würde der grösste Mond unseres Sonnensystems zu einem gigantischen Teilchendetektor.

Auch wenn Dunkle Materie noch viele Geheimnisse birgt, können Fachleute anhand von kosmologischen Beobachtungen ihre Dichte im Universum abschätzen. Falls es sich bei Dunkler Materie um sehr leichte Elementarteilchen wie sterile Neutrinos oder Axionen handelt, sollten diese in grosser Menge die Erde passieren. Makroskopische Dunkle Materie hingegen sollte Berechnungen zufolge nur rund alle 10 000 Jahre unseren Planeten durchdringen. Damit erscheint ein Nachweis mit einem irdischen Detektor hoffnungslos.

Doch makroskopische Dunkle Materie könnte Spuren in kosmischen Objekten hinterlassen, die sich auch Jahre später aufspüren lassen. DeRocco erkannte, dass sich Ganymed besonders gut als Untersuchungsobjekt eignen würde: Der Jupitermond ist grösser als der Merkur und seismisch inaktiv – seine eisige Oberfläche hat sich seit mehr als zwei Milliarden Jahren nicht verändert. «Wegen der unterschiedlichen Zusammensetzung der unterirdischen Schichten kann bei Kollisionen von Dunkler Materie mit dem Mond Material aus tiefen Schichten freigesetzt werden, was bei herkömmlichen Einschlägen nicht möglich ist», schreibt der Physiker in seiner Arbeit. Grund dafür ist die enorme Dichte, die makroskopische Dunkle Materie laut theoretischen Berechnungen besitzen sollte. Hinweise auf Zusammenstösse zwischen Ganymed und der extrem dichten Substanz könnten Raumfahrtmissionen wie Juice oder Europa Clipper liefern, die sich derzeit auf dem Weg zu Jupiter befinden.

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