Forscher untersuchen Dunkle Materie in fernem Galaxiehaufen
Zwei Astrophysikerteams aus Dänemark, Israel, Frankreich und den Vereinigten Staaten kartographierten die Verteilung von Dunkler Materie im Galaxienhaufen Abell 383 in etwa 2,3 Mrd. Lichtjahren Entfernung und verwendeten hierfür Daten einiger der weltgrößten Teleskope. Die Forscher waren nicht nur in der Lage, den Ort der Dunklen Materie in zwei Dimensionen am Himmel zu erkennen, sondern konnten auch die Verteilung der Dunklen Materie entlang der Sichtlinie bestimmen. Astrophysiker versuchen seit langem, dem Geheimnis der so genannten Dunklen Materie auf die Spur zu kommen. Obwohl sie über ihre Gravitation erkennbar ist, ist Dunkle Materie unsichtbar, da sie kein Licht aussendet, reflektiert oder absorbiert. Man geht davon aus, dass der Anteil Dunkler Materie an der Gesamtmasse im Universum ungefähr sechs Mal höher ist als derjenige der "gewöhnlichen" (sichtbaren) Materie. Galaxienhaufen sind die größten Strukturen im Universum. Sie werden durch die Schwerkraft zusammengehalten und spielen eine wichtige Rolle für die Erforschung Dunkler Materie. Um Galaxienhaufen untersuchen zu können, müssen Astrophysiker jedoch deren dreidimensionale Strukturen und Massen kennen. In den Zentren dieser Haufen findet sich Dunkle Materie in ihrer dichtesten Form. Die Studien der beiden Forscherteams, erschienen im Astrophysical Journal und den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, präsentieren die bislang detailliertesten 3D-Bilder von Dunkler Materie in einem Galaxienhaufen. Sie zeigen, dass sie eher die elliptische Form eines riesigen Footballs hat als die Kugelform eines Fußballs, und dass die Spitze des Footballs nah an der Sichtlinie ausgerichtet ist. Die sichtbare Materie in dem Galaxienhaufen bestehe, so die Forscher weiterhin, vornehmlich aus heißem Gas. Für ihre Forschungen kombinierten die Forschergruppen Röntgenanalysen von sichtbarer Materie, die sie im Galaxienhaufen fanden, mit Gravitationslinseneffekten aus optischen Messungen. Eine Gravitationslinse bewirkt, dass durch die Schwerkraft der sichtbaren als auch unsichtbaren Materie in einem Galaxienhaufen das Licht von dahinter liegenden Galaxien gekrümmt und verzerrt wird. Dieser Verzerrungseffekt kann stark ausfallen, sodass manche Galaxien bogenartig erscheinen, aber auch sehr schwach, sodass Verzerrung und Dunkle Materie statistisch analysiert werden müssen. Das europäische Forscherteam kam zu dem Schluss, dass die höhere Dichte der Dunklen Materie im Zentrum des Haufens die meisten theoretischen Modelle bestätigt. Das amerikanische Team fand jedoch Hinweise darauf, dass die Masse der Dunklen Materie in Richtung Zentrum nicht so stark zunimmt wie es das CDM-Modell (Kalte Dunkle Materie) postuliert. Ihrer Studie zufolge sei dies das "bislang stärkste Argument" für die Diskrepanz gegenüber der Theorie. Die gegensätzlichen Schlüsse der beiden Forscherteams sind aller Wahrscheinlichkeit nach auf Abweichungen in den Datenreihen und detaillierten mathematischen Modellen zurückzuführen. Das europäische Team wertete beispielsweise Geschwindigkeitsdaten der zentralen Galaxie aus. Damit gelang es, die Dichte Dunkler Materie in bis zu 6.500 Lichtjahren Entfernung vom Zentrum des Galaxienhaufens zu berechnen. Das amerikanische Team hingegen verwendete keine Geschwindigkeitsdaten und gelangte daher nur 80.000 Lichtjahre an das Zentrum heran. Die Daten der beiden Studien stammen vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA, dem Hubble-Weltraumteleskop (HST), dem Very Large Telescope, dem Sloan Digital Sky Survey und dem japanischen Subaru-Teleskop.Weitere Informationen finden Sie unter: Tel Aviv University: http://www.tau.ac.il/index-eng.html(öffnet in neuem Fenster)
Länder
Dänemark, Frankreich, Israel