Astronomie

Dunkle Materie wurde in einem Galaxienhaufen gefunden

Dunkle Materie ist eine geheimnisvolle und unbekannte Substanz, die das Universum beherrscht. Die gewöhnliche Materie, aus der Dinge wie Sterne, Planeten und Gaswolken entstehen, die man sehen kann, macht nur wenige Prozent der Materie im Universum aus. Die Wissenschaftler sind davon ausgegangen, dass die dunkle Materie die wichtigste Substanz im Universum ist, es sei denn, ihr Verständnis der Physik ist falsch. Doch bisher gab es keine Beweise dafür, dass sie neben den Galaxien und dem heißen Gas existiert.

Eine Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops zeigt einen Ring aus dunkler Materie, der einen 5 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen namens ZwCl0024+1652 umgibt. Der Ring hat einen Durchmesser von 2,6 Millionen Lichtjahren. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass der Galaxienhaufen durch die Kollision zweier getrennter Galaxienhaufen entstanden ist. Computersimulationen zeigten, was nach der Kollision geschah. Die dunkle Materie in den beiden Galaxienhaufen fiel ins Zentrum und prallte dort ab. Als sie sich jedoch nach außen bewegten, wurden sie durch die Schwerkraft am Entkommen gehindert, wodurch die dunkle Materie verlangsamt und in einem Ring um den neu gebildeten Haufen aufgehäuft wurde.

Die Galaxien würden nicht zusammenbleiben, wenn es keine dunkle Materie gäbe. Die sichtbare, alltägliche Materie in Galaxienhaufen würde nicht ausreichen, um sie vor dem Auseinanderbrechen zu bewahren.

Astronomen können dunkle Materie nicht direkt „sehen“.

Sie schließen auf die Existenz dieser mysteriösen Substanz aufgrund der Auswirkungen, die sie auf ihre Umgebung hat. Einer dieser Effekte ist die Gravitationslinse, die sie verursacht. Gravitationslinseneffekte treten auf, wenn massive Objekte im Vordergrund das Licht von weiter entfernten Galaxien beugen. Auf Bildern ist diese Beugung als Lichtstreifen zu erkennen, die sich in Bögen um das massereiche Objekt ziehen. Die Kartierung des verzerrten Lichts ermöglicht es, die Masse und Verteilung des Vordergrundobjekts zu bestimmen. Die Entdeckung dieses ringförmigen Objekts um den Galaxienhaufen ZwCl0024+1652 ist der bisher beste Beweis für die Existenz dunkler Materie.

M. James Jee von der Johns Hopkins University in Baltimore war eines der Mitglieder des Teams, das den Ring aus dunkler Materie entdeckt hat. „Ich war verärgert, als ich den Ring sah, weil ich dachte, es handele sich um ein Artefakt, was einen Fehler in unserer Datenreduktion bedeutet hätte“, sagt er. Ich konnte mein Ergebnis nicht glauben. Aber je mehr ich versuchte, den Ring zu entfernen, desto mehr kam er zum Vorschein. Es dauerte mehr als ein Jahr, bis ich mich davon überzeugen konnte, dass der Ring echt war. Ich habe mir eine Reihe von Clustern angesehen, aber so etwas habe ich noch nicht gesehen. „

Jee beschreibt die Bedeutung dieser Entdeckung wie folgt: „Obwohl die unsichtbare Materie bereits in anderen Galaxienhaufen gefunden wurde, wurde sie noch nie so weit von dem heißen Gas und den Galaxien, aus denen sich die Galaxienhaufen zusammensetzen, getrennt entdeckt. Indem wir eine Struktur der dunklen Materie sehen, die nicht von Galaxien und heißem Gas gezeichnet ist, können wir untersuchen, wie sie sich anders verhält als normale Materie.“

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