🔭 Hier ist die präziseste Karte der unsichtbaren Dunklen Materie

Es ist, als würde man eine genaue Karte von etwas zeichnen, das man nicht sehen kann: Ein Astronomenteam hat die bisher detaillierteste Darstellung der Dunklen Materie erstellt, dieser rätselhaften Komponente des Kosmos, die nicht direkt beobachtet werden kann.

Dieses unveröffentlichte Bild, das mit dem James-Webb-Weltraumteleskop gewonnen wurde, deckt einen Himmelsausschnitt ab, der etwa zweieinhalb Mal so groß ist wie der Vollmond. Die Forscher zählten darin fast 800.000 Galaxien, eine Gesamtzahl, die deutlich über der früherer Studien liegt. Ihre Methode beruht auf der Messung der Verzerrungen des Lichts von fernen Himmelskörpern, einem Effekt, der durch den Gravitationseinfluss der Dunklen Materie verursacht wird und mit dem Blick durch ein verzerrendes Glas vergleichbar ist.


Diese Arbeit bestätigt die Idee, dass diese unsichtbare Substanz ein Hauptakteur bei der Entstehung des Kosmos war. Bereits in den frühesten Epochen hat sie sich angesammelt, um Gravitationssenken zu bilden, die später die gewöhnliche Materie anzogen, aus der Sterne und Galaxien bestehen. Ohne diesen Beitrag hätten die großen Strukturen, die wir heute sehen, wahrscheinlich nicht entstehen können.

Das Hauptinteresse dieser Karte liegt in ihrer bemerkenswerten Auflösung, die ein bisher unerreichtes Detailniveau bietet. Sie zeigt insbesondere, dass dichte Zonen der Dunklen Materie mit Regionen zusammenfallen, in denen sichtbare Materie vorhanden ist – eine Korrelation, die über einen bloßen Zufall hinausgeht. Diese Präzision wurde durch die Fähigkeiten der Instrumente des Webb-Teleskops ermöglicht, insbesondere seines Infrarotdetektors.

Die Wissenschaftler planen nun, andere Observatorien wie das Euclid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation einzusetzen, um diese Kartierung auf den gesamten Himmel auszuweiten. Das Ziel ist, die Eigenschaften dieser Substanz besser zu erfassen und ihre Entwicklung über Milliarden von Jahren zurückzuverfolgen.

Für einen der Autoren hebt diese Karte die Rolle der Dunklen Materie als Architekt hervor, die den sichtbaren Kosmos allmählich strukturiert hat. Sie zeigt, wie ein unsichtbares Element die Entstehung von Galaxien, Sternen und letztlich von Planeten wie dem unseren ermöglicht hat.


So liefert diese Forschung nicht nur ein klareres Bild. Sie bietet auch eine nützliche Referenzbasis für zukünftige Untersuchungen zur Zusammensetzung und Vergangenheit unseres Universums. Das untersuchte Gebiet wird als Vergleichspunkt für künftige Kartierungen dienen und den Wissenschaftlern helfen, ihre Modelle zu verfeinern.

Das Phänomen der Gravitationslinse

Um die Dunkle Materie aufzuspüren, nutzen Astronomen einen Effekt, der von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wird. Wenn das Licht einer fernen Galaxie in die Nähe einer bedeutenden Massenkonzentration wie eines Dunkle-Materie-Haufens gelangt, wird seine Bahn leicht abgelenkt. Das nennt man Gravitationslinseneffekt.

Dieser Effekt kann die Anwesenheit unsichtbarer Materie verraten. Indem sie analysieren, wie das Licht der Hintergrundgalaxien verändert wird, können die Forscher die Verteilung der für diese Verzerrung verantwortlichen Masse rekonstruieren. Je ausgeprägter die Verzerrung ist, desto stärker ist die Massenkonzentration, selbst wenn diese keine Strahlung aussendet.

Die Feinheit der Messungen hängt von der Leistungsfähigkeit der Instrumente ab. Das James-Webb-Teleskop kann dank seiner hohen Empfindlichkeit sehr schwache Veränderungen erkennen und erlaubt so eine Kartierung der Dunklen Materie mit beispielloser Auflösung. Diese Technik wurde auf mehrere hunderttausend Galaxien angewendet, um die neue Karte zu erstellen.