Karte der schwarzen Materie
Wo ist Dunkle Materie? Wie sieht sie aus? Wie stellt man sie dar? Ein Licht vermeidendes schwarzes Etwas (Dunkle Materie) ist nicht direkt darstellbar. Wie kann man trotzdem eine hochauflösende Karte der Dunklen Materie erstellen?
Die Auswirkungen
Ganz einfach, so wie die Physik das seit eh und je macht, wenn sie der ursprünglichen Verursacher nicht habhaft werden kann: über deren Auswirkungen. Das ist so ähnlich wie Verbrechensaufklärung, bei der man anhand der Schnittwunden am Opfer feststellt, wie lang die Klinge des Messers gewesen sein muss und wie dieses ausgesehen haben muss. Danach kann man in diesem Fall gezielt nach der Tatwaffe suchen.
Dunkle Materie strahlt kein Licht aus, reflektiert es nicht, absorbiert es nicht und blockiert es auch nicht, sondern durchdringt normale Materie wie ein Geist.
Sie interagiert mit dem Universum (nur) durch Gravitation.
Der Beweis für diese Interaktion liegt in der Überlappung zwischen Dunkler Materie und normaler Materie. Die ist darauf zurückzuführen, dass die Schwerkraft der Dunklen Materie im Laufe der kosmischen Geschichte normale Materie zu sich hinzieht.
Sinn der Forschung
Als das Universum entstand, waren normale Materie und Dunkle Materie wahrscheinlich nur spärlich verteilt.
Wissenschaftler glauben, dass sich die Dunkle Materie zuerst zu Klumpen zusammenballte und dass diese Klumpen dann normale Materie anzogen, wodurch Regionen mit genügend Material entstanden, in denen sich Sterne und Galaxien bilden konnten.
Die erste Karte der Dunklen Materie in diesem Gebiet wurde 2007 unter Verwendung von Daten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA erstellt, einem Projekt unter der Leitung von Massey und dem JPL-Astrophysiker Jason Rhodes, einem Mitautor auch dieser neuen Veröffentlichung.
Auf diese Weise bestimmte die Dunkle Materie die großräumige Verteilung der Galaxien im Universum. Indem sie die Entstehung von Galaxien und Sternen früher als sonst auslöste, trug die Dunkle Materie auch dazu bei, die Voraussetzungen für die spätere Entstehung von Planeten zu schaffen.
Denn die ersten Generationen von Sternen waren dafür verantwortlich, Wasserstoff und Helium – die den größten Teil der Atome im frühen Universum ausmachten – in die vielfältigen Elemente umzuwandeln, aus denen heute Planeten wie die Erde bestehen. Mit anderen Worten: Die Dunkle Materie verschaffte komplexen Planeten mehr Zeit für ihre Entstehung.
„Wo immer wir einen großen Cluster aus Tausenden von Galaxien sehen, sehen wir auch eine ebenso große Menge an Dunkler Materie am selben Ort. Diese Karte zeigt uns, dass Dunkle Materie und normale Materie immer am selben Ort waren. Sie sind zusammen gewachsen.“
Richard Massey, Astrophysiker an der Durham University im Vereinigten Königreich und Mitautor einer am 26.1.26 veröffentlichten Studie.
Worauf basiert die Studie
Das Gebiet, das von der neuen Karte abgedeckt wird, befindet sich im Sternbild Sextans und ist etwa 2,5 Mal so groß wie der Vollmond. Eine weltweite Gemeinschaft von Wissenschaftlern hat diese Region mit mindestens 15 bodengestützten und weltraumgestützten Teleskopen für die Cosmic Evolution Survey (COSMOS) beobachtet.
Das James Webb Teleskop
Das James Webb Space Telescope beobachtete diese Region insgesamt etwa 255 Stunden lang und identifizierte fast 800.000 Galaxien, von denen einige zum ersten Mal entdeckt wurden.
Die Webb-Karte enthält etwa zehnmal mehr Galaxien als Karten des Gebiets, die von bodengestützten Observatorien erstellt wurden, und doppelt so viele wie die von Hubble.
Das James Webb Space Telescope erforscht die Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA mit ihren Partnern ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumagentur).
Eine noch detailliertere Betrachtung der Dunklen Materie wird nur mit einem Teleskop der nächsten Generation möglich sein, wie dem Habitable Worlds Observatory, dem nächsten Flaggschiff-Konzept der NASA im Bereich der Astrophysik.
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Philo Sophies
MPI for Gravitational Physics
Universität Innsbruck
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