EINE GALAXIE OHNE STERNE?

Unser Standardbild des Universums besagt, dass die Dunkle Materie zuerst da war. Unsichtbare Klumpen aus ihr — sogenannte Halos — bildeten sich, Gas fiel hinein, kühlte ab und leuchtete als Sterne auf. Doch die kleinsten Halos dürften es nicht alle geschafft haben. Vor der Reionisierung des Universums kühlte ihr Gas zu langsam ab; danach wurde es vom ultravioletten Licht, das den Kosmos erfüllt, warm gehalten. Solche Halos würden ihr ursprüngliches Gas für immer behalten und nie einen einzigen Stern bilden.

Astronomen nennen sie RELHICs — Reionization-Limited H i Clouds, also durch die Reionisierung begrenzte H-I-Wolken — oder einfach „dunkle Galaxien“. Sie sind eine feste Vorhersage der Theorie. Sie sind auch sehr schwer zu finden: Ohne Sterne sind sie für gewöhnliche Teleskope unsichtbar. Aufspüren lassen sie sich nur über das schwache Radioleuchten von neutralem Wasserstoff bei einer Wellenlänge von 21 Zentimetern.

Eine einsame Wolke

Ein Team unter Leitung von Jin-Long Xu (Nationale Astronomische Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften) und Alejandro Benítez-Llambay (Universität Mailand-Bicocca) fand eine in einer blinden Radiodurchmusterung mit FAST, Chinas 500-Meter-Radioteleskop. Sie beobachteten sie im Juli und August 2026 dreimal erneut. Wiederholte Beobachtungen an verschiedenen Tagen schlossen Radiostörungen aus. Die Wolke taucht in keinem bestehenden Katalog von Kandidaten für dunkle Galaxien auf.

Sie nannten sie J1351+0039. Sie liegt etwa 3,7 Megaparsec entfernt — rund 12 Millionen Lichtjahre. Keine große Galaxie befindet sich innerhalb von 100.000 Parsec. Es gibt keine Gasschweife oder -brücken, die auf Material hinweisen würden, das einem Nachbarn entrissen wurde.

Was die Zahlen sagen

• Neutraler Wasserstoff: etwa 480.000 Sonnenmassen; rund 640.000, wenn man Helium mitzählt.
• Größe: ein effektiver Radius von 2,9 Kiloparsec und eine fast runde Form (Achsenverhältnis 0,94).
• Sterne: keine nachgewiesen in tiefen Aufnahmen des DESI Legacy Survey. Höchstens 150.000 Sonnenmassen an Sternen könnten sich unterhalb der Nachweisgrenze verbergen.
• Gesamtmasse, gemessen daran, wie schnell sich das Gas bewegt: etwa 130 Millionen Sonnenmassen.

Das ergibt ein Verhältnis von etwa 200 zwischen Dunkler Materie und gewöhnlicher Materie. Ohne diese unsichtbare Masse, so berechnen die Autoren, würde sich die Wolke innerhalb von etwa 240 Millionen Jahren auflösen.

Das Gas rotiert kaum — etwa 4 km/s —, während seine inneren Zufallsbewegungen etwa 11,6 km/s erreichen. Die Wolke wird also durch Druck getragen, wie ein Ball aus warmem Gas, und dreht sich nicht wie eine Scheibe. Ihre Temperatur von etwa 11.000 K passt zu Gas, das vom kosmischen ultravioletten Hintergrund warm gehalten wird: Es ist nie genug abgekühlt, um Sterne zu bilden.

Was noch unsicher ist

Die Autoren sind vorsichtig. Eine sehr diffuse Sternpopulation, wie die der ultraleuchtschwachen Zwerggalaxie Leo T, wäre in den aktuellen Aufnahmen bei dieser Entfernung immer noch unsichtbar. Tiefere Aufnahmen aus dem All, mit Hubble oder dem James-Webb-Weltraumteleskop, sind nötig, um zu bestätigen, dass die Wolke wirklich sternlos ist. Auch die schwache Rotation ist für ein RELHIC unerwartet; die Autoren vermuten, dass die Wolke allmählich etwas Drehung aufgenommen haben könnte.

J1351+0039 ist also ein Kandidat: entweder eine echte dunkle Galaxie oder eine extrem lichtschwache gewöhnliche.

Der bisher sauberste Kandidat

Frühere Kandidaten — Cloud-9 nahe der Galaxie M94 und zwei nahe M51 — liegen in der Nähe großer Galaxien, deren Schwerkraft sie geformt haben könnte. J1351+0039 ist allein. Laut den Autoren ist sie damit der sauberste und überzeugendste isolierte Kandidat für eine dunkle Galaxie, der bisher gefunden wurde: ein natürliches Labor, um Dunkle Materie und Gas dort zu untersuchen, wo sich nie ein Stern gebildet hat.