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Astronomie+Physik

Ein Blick auf die dunkle Seite

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Einstein-Ring nennen Astronomen das verzerrte Bild einer Hintergrundgalaxie, das eine Gravitationslinse erzeugt. Verzerrungen innerhalb des Rings deuten auf die dunkle Zwerggalaxie hin. (c) D. Lagattuta / W. M. Keck Observatory
Die Galaxie mit dem Katalognamen JVAS B1938 + 666 liegt zwar zehn Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Dennoch ist es Forschern um Simona Vegetti gelungen, eine dazugehörige Zwerggalaxie nachzuweisen, die größtenteils aus Dunkler Materie besteht ? dank ihrer Schwerkraft. Beide Galaxien zusammen bildeten eine Gravitationslinse, die das Bild einer noch weiter entfernt liegenden Galaxie verzerrte, berichtet das Team.

Zwerggalaxien sind für Astronomen wichtige Forschungsobjekte, weil anhand ihrer Lage und Verteilung Theorien zur Entstehung größerer Galaxien überprüft werden können. Allerdings leuchten Zwerggalaxien so schwach, dass es Astronomen selbst bei der Milchstraße nur gelungen ist, einen Bruchteil aller Zwerggalaxien nachzuweisen: Bislang sind etwa 50 in der lokalen Gruppe bekannt, theoretisch sollten jedoch 10.000 vorhanden sein. ?Bei einigen von ihnen sind nur hundert Sterne sichtbar?, erläutert Robert Schmidt von der Universität Heidelberg. Aus den Geschwindigkeiten der Sterne lässt sich aber schließen, dass diese Zwerggalaxien insgesamt hundert Millionen Sonnenmassen in sich vereinigen ? offenbar zum größten Teil Dunkle Materie.

Umso größer war die Überraschung bei Vegetti und ihren Kollegen, nun eine Zwerggalaxie in zehn Milliarden Lichtjahren Entfernung aufzuspüren. Die Forscher untersuchten dafür das Bild der Gravitationslinse mit der hochgenauen Optik des Keck-Teleskops auf Hawaii. Sie stellten fest, dass das Bild der Hintergrundgalaxie leicht verzerrt war. Als Ursache kommt ihren Berechnungen zufolge eine Satellitengalaxie mit einer Masse von 200 Millionen Sonnen infrage.

Um diese für Galaxienverhältnisse winzige Massenansammlung direkt zu beobachten, reicht deren Licht nicht aus. ?Die Botschaft ist, dass man diese rätselhaften Objekte mit Hilfe von Gravitationslinsen trotzdem finden kann, auch wenn man nicht weiß, wo sie liegen?, schreibt Robert Schmidt.

Die neu entdeckte Zwerggalaxie könnte den Forschern dabei helfen, die Natur der Dunklen Materie zu enträtseln, aus der das Universum zum größten Teil besteht. Da die Dunkle Materie weder Licht ausstrahlt noch welches absorbiert, wissen die Forscher bislang nicht, ob es sich vielleicht um unbekannte Elementarteilchen oder völlig exotische Materieformen handelt. ?Diese dunkle Zwerggalaxie passt genau zur Vorhersage von Theorien, denen zufolge das Universum von kalter Dunkler Materie erfüllt ist?, sagt Vegetti. Diese Theorien sagen vorher, dass sich die Dunkle Materie langsam bewegt und dass große Galaxien durch die Verschmelzung kleinerer Objekte heranwuchsen. Um diesen Befund zu bestätigen, müssen die Forscher aber noch weitere ferne Zwerggalaxien finden.

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Simona Vegetti (Massachusetts Institute of Technology): Nature, Bd. 481, S. 341, doi:10.1038/nature10669 © wissenschaft.de – Ute Kehse
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