Das passt ganz gut zu einer anderen Messung: Ein Astronomenteam um Eric Emsellem von der Europäischen Südsternwarte (ESO) hat mit dem Very Large Telescope (VLT) in Chile einen mit 10,6 km/s etwas höheren, im Rahmen der Messungenauigkeit mit van Dokkums Resultat jedoch verträglichen Wert der Geschwindigkeitsdispersion ermittelt.

Ein Effekt namens EFE

Damit kann man die Prämisse als bestätigt sehen: Die Sterne in DF2 bewegen sich tatsächlich langsamer als in anderen Galaxien, und sie tun es gemäß Newtons Gesetzen. Doch gilt Gleiches auch für die Schlussfolgerung, dies widerlege die MOND-Hypothese? Van Dokkum und Kollegen hatten aus der alternativen Schwerkraftstheorie eine Geschwindigkeitsdispersion von 20 km/s abgeleitet – ein krasser Widerspruch zu den Messungen.

Andere Forscher unterstellen dem Yale-Astrophysiker jedoch einen Argumentationsfehler: MOND gerate durch DF2 mitnichten in Schwierigkeiten, schrieben Mitte 2018 Pavel Kroupa von der Universität Bonn und seine Mitautoren in einer ebenfalls in »Nature« veröffentlichten Replik. Van Dokkum und seine Kollegen hätten bei der Berechnung der MOND-Vorhersage in ihrem ursprünglichen »Nature«-Artikel einen wesentlichen Kniff der MOND-Theorie ignoriert, den so genannten Externfeldeffekt, kurz EFE.

Er ist eine Eigentümlichkeit der alternativen Schwerkrafttheorie, in der klassischen Gravitationstheorie und der allgemeinen Relativitätstheorie kommt er nicht vor. Der EFE besagt, dass es nicht nur auf die Schwerkraft der betreffenden Galaxie selbst ankommt, sondern auch auf eventuell vorhandene externe Gravitationsfelder.

Ob die MOND-Gleichung angewendet werden muss oder das klassische Gravitationsgesetz, hängt dann davon ab, ob die gemeinsame Beschleunigung aller Felder, intern und extern, über einem kritischen Wert von etwa 0,0000000001 Metern pro Quadratsekunde liegt. Erst unterhalb dieses sehr kleinen Werts müsse die modifizierte Gravitationsgleichung angewendet werden, oberhalb davon gelte weiterhin das newtonsche Gesetz.

Im Fall von DF2 (und auch der im März 2019 entdeckten DF4) sorge das Gravitationsfeld der nahen Galaxie NGC 1052 für das zusätzliche externe Feld. Deshalb seien die beiden von van Dokkum gefundenen Galaxien als quasiklassisch zu behandeln – im Einklang mit MOND. Mit EFE sage die alternative Gravitationstheorie eine Geschwindigkeitsdispersion der Sterne in DF2 von 14 km/s voraus. Das ist mit der Messung der ESO-Astronomen um Emsellem noch halbwegs kompatibel.

Mit MOND wächst der Spielraum für Parameter

Eine größere Herausforderung sind die Keck-Messungen, die eine Geschwindigkeitsdispersion von 7 bis 8 km/s ergeben haben. Doch der Widerspruch lasse sich auflösen, argumentieren MOND-Anhänger: Berücksichtigt man einerseits die Unsicherheiten der Modellparameter, wie die nicht genau bekannte Masse von NGC 1052 und die Entfernung der Galaxien zueinander, und andererseits die Unsicherheiten bei der Messung der Sternbewegungen, dann stimmen die theoretischen Werte und die mit Keck und dem VLT ermittelten Resultate miteinander überein.

Aus Sicht der MOND-Befürworter ist DF2 also ein Triumph ihrer Theorie. Sorgt der Kronzeuge der Anklage also für einen überraschenden Freispruch? Hier ist das letzte Wort noch nicht gesprochen. Im Januar 2019 nahm die Zeitschrift »Astronomy & Astrophysics« eine Arbeit von Oliver Müller von der Universität Straßburg zur Veröffentlichung an.

In dem Aufsatz berechnet der Astrophysiker zusammen mit zwei Kollegen die jeweils gemäß MOND unter Berücksichtigung des EFE zu erwartende Geschwindigkeitsdispersion für 22 ultradiffuse Galaxien. Für DF4 liegt der berechnete Wert wieder deutlich über den von van Dokkum und seinem Team gemessenen 2 bis 8,4 km/s. Allerdings ist die Aussagekraft des theoretischen Werts begrenzt: Wegen der genannten Unsicherheiten schwankt die MOND-Vorhersage zwischen 9,2 und 23,4 km/s – sie könnte damit also auch mit den Messwerten übereinstimmen.

Ähnliches gilt auch die übrigen 21 Galaxien der Liste. Das dämpft die Hoffnung auf eine baldige Entscheidung in dem Disput. Im Rahmen der gegenwärtigen Messunsicherheiten sind die MOND-Vorhersagen einfach noch nicht präzise genug. Befürworter und Gegner können sich gleichermaßen auf diese weite Streuung berufen, ohne ihren Standpunkt aufgeben zu müssen. Damit werden die MOND-Vertreter zwar vorerst kaum einen Zweifler von ihrer Idee überzeugen. Erledigt ist die von der Mehrheit der Astrophysiker geschmähte Alternative zur Dunklen Materie aber auch noch nicht.