Die Entstehung von Galaxien : Kartierung der Dunklen Materie im Galaxienhaufen Abell 1689
© NASA, ESA, D. Coe (NASA Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, and Space Telescope Science Institute), N. Benítez (Institute of Astrophysics of Andalucía, Spain), T. Broadhurst (University of the Basque Country, Spain), and H. Ford (Johns Hopkins University, USA) / Hubble helps astronomers map dark matter in Abell 1689 / CC BY 4.0 CC BY (Ausschnitt)
Ein Forscherteam unter der Leitung von Dan Coe am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, erstellte eine detaillierte Karte der Verteilung der Dunklen Materie im Galaxienhaufens Abell 1689. Damit zogen die Astronomen überraschende Rückschlüsse auf die Entstehung des Galaxienhaufens.
Dunkle Materie konnte bisher noch nie direkt nachgewiesen werden, Forscher vermuten aber, dass sie rund 23 Prozent des Universums ausmacht, während es nur zu vier Prozent aus der gewöhnlichen "baryonischen" Materie besteht. Eine Karte der Verteilung der Dunklen Materie im 2,2 Milliarden Lichtjahre entfernten Abell 1689 konnten die Astronomen indirekt mit Daten des Weltraumteleskops Hubble erstellen. Dazu untersuchten sie den Gravitationslinseneffekt im Galaxienhaufen.
Der Gravitationslinseffekt lässt weit entfernte Objekte im Hintergrund am Himmel verzerrt oder an falscher Stelle erscheinen. Das passiert dann, wenn das Licht, das von den Objekten zu uns kommt, durch die Gravitation von davor liegenden Himmelskörpern abgelenkt wird. Dan Coe und seine Kollegen fanden heraus, dass diese Verzerrung im Galaxienhaufen wesentlich schwächer wäre, wenn seine Gravitation ausschließlich von der baryonischen Materie ausgehen würde. Somit schlossen sie auf einen großen Anteil an Dunkler Materie, die zur Gravitation beiträgt. Die Forschergruppe bestätigte damit auch frühere Ergebnisse einer Computersimulation zur Entstehung des Clusters, die zeigte, dass der Kern von Abell 1689 wesentlich mehr Dunkle Materie enthält als bisher angenommen.
Die Ergebnisse beinhalten aber auch überraschende Erkenntnisse zur Entstehungsgeschichte des Galaxienhaufens. Im frühen Universum wirkte die Dunkle Energie der Entstehung von Galaxienhaufen entgegen. Wie bei der Dunklen Materie haben Astronomen die Existenz der Dunklen Energie noch nicht direkt bewiesen, sie macht aber mit 73 Prozent den Großteil des Universums aus. Bei der Entwicklung des Universums wirkte sie der Gravitation durch die Expansion entgegen und verhinderte damit das Wachstum von Galaxienhaufen. Je weiter sich das Universum ausdehnte, desto stärker wurde der Einfluss der Dunklen Energie. Da Abell 1689 mehr Dunkle Materie enthält, als bisher vermutet, schließen die Astronomen daraus, dass er früher entstand, als angenommen.
In Zukunft wird das Weltraumteleskop Hubble noch weitere 25 Galaxienhaufen untersuchen. Auch dort werden Astronomen die Verteilung der Dunklen Materie kartieren, um den Entstehungsprozess der Galaxienhaufen und den Einfluss der Dunklen Energie besser zu verstehen.
Barbara Wolfart
Dunkle Materie konnte bisher noch nie direkt nachgewiesen werden, Forscher vermuten aber, dass sie rund 23 Prozent des Universums ausmacht, während es nur zu vier Prozent aus der gewöhnlichen "baryonischen" Materie besteht. Eine Karte der Verteilung der Dunklen Materie im 2,2 Milliarden Lichtjahre entfernten Abell 1689 konnten die Astronomen indirekt mit Daten des Weltraumteleskops Hubble erstellen. Dazu untersuchten sie den Gravitationslinseneffekt im Galaxienhaufen.
Der Gravitationslinseffekt lässt weit entfernte Objekte im Hintergrund am Himmel verzerrt oder an falscher Stelle erscheinen. Das passiert dann, wenn das Licht, das von den Objekten zu uns kommt, durch die Gravitation von davor liegenden Himmelskörpern abgelenkt wird. Dan Coe und seine Kollegen fanden heraus, dass diese Verzerrung im Galaxienhaufen wesentlich schwächer wäre, wenn seine Gravitation ausschließlich von der baryonischen Materie ausgehen würde. Somit schlossen sie auf einen großen Anteil an Dunkler Materie, die zur Gravitation beiträgt. Die Forschergruppe bestätigte damit auch frühere Ergebnisse einer Computersimulation zur Entstehung des Clusters, die zeigte, dass der Kern von Abell 1689 wesentlich mehr Dunkle Materie enthält als bisher angenommen.
Die Ergebnisse beinhalten aber auch überraschende Erkenntnisse zur Entstehungsgeschichte des Galaxienhaufens. Im frühen Universum wirkte die Dunkle Energie der Entstehung von Galaxienhaufen entgegen. Wie bei der Dunklen Materie haben Astronomen die Existenz der Dunklen Energie noch nicht direkt bewiesen, sie macht aber mit 73 Prozent den Großteil des Universums aus. Bei der Entwicklung des Universums wirkte sie der Gravitation durch die Expansion entgegen und verhinderte damit das Wachstum von Galaxienhaufen. Je weiter sich das Universum ausdehnte, desto stärker wurde der Einfluss der Dunklen Energie. Da Abell 1689 mehr Dunkle Materie enthält, als bisher vermutet, schließen die Astronomen daraus, dass er früher entstand, als angenommen.
In Zukunft wird das Weltraumteleskop Hubble noch weitere 25 Galaxienhaufen untersuchen. Auch dort werden Astronomen die Verteilung der Dunklen Materie kartieren, um den Entstehungsprozess der Galaxienhaufen und den Einfluss der Dunklen Energie besser zu verstehen.
Barbara Wolfart
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