Astronomen haben eine innovative Technik entwickelt, um die unsichtbaren Halos aus dunkler Materie rund um Galaxien zu kartieren. Neue Forschungsdaten belegen: Die Methode ist zehnmal präziser als die bisher beste Variante.
Experten schätzen, dass bis zu 85 Prozent der Masse im Universum aus dunkler Materie bestehen – einer Form von Materie, die sich nicht direkt beobachten lässt, da sie kaum mit Licht interagiert. Im Gegensatz dazu emittieren oder reflektieren Sterne, Planeten und irdisches Leben sichtbares Licht.
Um diese unsichtbare Komponente zu erfassen, untersuchen Wissenschaftler ihre gravitativen Effekte auf sichtbare Objekte.
„Es ist vergleichbar mit dem Beobachten einer Flagge, um die Windstärke zu ermitteln“, erklärt Pol Gurri, Doktorand an der Swinburne University of Technology in Australien und Leiter der Studie. „Den Wind selbst sieht man nicht, doch die Flaggenbewegung verrät seine Intensität.“
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Die Studie, publiziert in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, nutzt den schwachen Gravitationslinseneffekt – ein zentrales Phänomen der Einsteinschen Allgemeinen Relativitätstheorie.
Associate Professor Edward Taylor von der Swinburne University erläutert: „Dunkle Materie verzerrt das Licht dahinterliegender Objekte minimal, ähnlich wie beim Lesen einer Zeitung durch den Boden eines Weinglases.“
Schwache Gravitationslinsen gelten bereits als eine der zuverlässigsten Methoden zur Vermessung dunkler Materie. Das Swinburne-Team hat nun das ANU 2,3-m-Teleskop in Australien eingesetzt, um Rotationsmuster von Galaxien mit Linseneffekten zu analysieren.
„Aus theoretischen Modellen kennen wir die erwarteten Bewegungen von Sternen und Gas in Galaxien“, so Gurri. „Vergleichen wir diese mit den verzerrten Beobachtungen, lässt sich die Menge an dunkler Materie exakt bestimmen.“
Die Integration von Rotationsdaten ermöglicht eine deutlich genauere Quantifizierung des Linseneffekts als Formanalysen allein.
Die Forscher erwarten, dass ihre Methode neue Erkenntnisse über die Rolle dunkler Materie bei der Galaxienbildung liefert.
„Mit einem Teleskop aus den 1980er Jahren tragen wir spürbar zu globalen Forschungsanstrengungen bei – durch einen frischen Blickwinkel“, betont Dr. Taylor.