🔭 Entdeckung eines unsichtbaren Objekts mit einer Million Sonnenmassen

Veröffentlicht von Adrien,
Quelle: Nature Astronomy
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Das Universum birgt viele Geheimnisse, und eines der faszinierendsten ist die Dunkle Materie, eine unsichtbare Komponente, die etwa 85 % der gesamten kosmischen Materie ausmachen soll. Obwohl sie weder Licht emittiert noch absorbiert, prägt ihr gravitativer Einfluss die Architektur der Galaxien und Sternhaufen, die wir am Nachthimmel beobachten.

Seit Jahrzehnten versuchen Astronomen, diese schwer fassbare Substanz nachzuweisen, deren Natur unser Verständnis der fundamentalen physikalischen Gesetze revolutionieren könnte.


Überlagerung der Infrarot-Emission (Schwarz-Weiß) mit der Radio-Emission (Farbe).
Bildnachweis: Keck/EVN/GBT/VLBA

Ein internationales Astronomenteam hat gerade einen bemerkenswerten Durchbruch erzielt, indem es ein dunkles Objekt mit einer Masse von einer Million Sonnenmassen entdeckt hat. Um dies zu erreichen, nutzten die Forscher eine raffinierte Technik namens Gravitationslinseneffekt, die ausnutzt, wie Licht von fernen Galaxien durch die Schwerkraft massereicher Objekte zwischen ihnen und uns abgelenkt wird. Diese Methode ermöglicht es, die Anwesenheit unsichtbarer Materie durch Beobachtung der subtilen Verzerrungen nachzuweisen, die sie auf das Licht der Hintergrundsterne drückt.

Der experimentelle Aufbau ist besonders beeindruckend, da er Beobachtungen mehrerer Radioteleskope kombiniert, die über den Globus verteilt sind und virtuell ein Instrument von der Größe der Erde bilden. Dieses Netzwerk umfasst das Green Bank Telescope in den USA, das Very Long Baseline Array und die europäische Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Die Datenkorrelation wurde am Joint Institute for VLBI ERIC in den Niederlanden durchgeführt, was eine unübertroffene Präzision bei der Detektion gravitativer Signale ermöglichte.

Die Datenanalyse erforderte die Entwicklung innovativer Modellierungsalgorithmen, die speziell für die Verarbeitung der riesigen Datenmengen konzipiert wurden. Die eingesetzte Technik des Gravitationslinsings ermöglichte es, den Linseneffekt des dunklen Objekts mit bemerkenswerter Präzision zu kartieren und seine Anwesenheit durch eine charakteristische Einschnürung im Lichtbogen der fernen Galaxie nachzuweisen.


Die Vergrößerung zeigt die Verengung im leuchtenden Radiobogen, wo die zusätzliche Masse des dunklen Objekts gravitativ "abgebildet" wird. Das dunkle Objekt ist durch den weißen Fleck am Punkt der Einschnürung des Bogens angezeigt, aber von ihm wurde kein Licht in optischen, infraroten oder Radiowellenlängen detektiert.
Bildnachweis: Keck/EVN/GBT/VLBA

Diese Entdeckung passt perfekt in den Rahmen der Theorie der kalten dunklen Materie, die postuliert, dass unser Universum mit vielen Ansammlungen dunkler Materie unterschiedlicher Massen bevölkert sein sollte. Der Nachweis dieses Objekts, das etwa 10 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist, entspricht den theoretischen Vorhersagen und ebnet den Weg für die systematische Suche nach anderen ähnlichen Objekten. Die Forscher untersuchen nun andere Himmelsregionen, um zu überprüfen, ob die Dichte dieser dunklen Objekte tatsächlich mit den etablierten kosmologischen Modellen übereinstimmt.