PARIS / LONDON (IT BOLTWISE) – Eine außergewöhnliche Entdeckung im Bereich der Astrophysik bietet neue Einblicke in die Dunkle Materie. Ein seltenes Einsteinkreuz, das durch den Gravitationslinseneffekt entstanden ist, zeigt die komplexe Struktur einer fernen Galaxie. Diese Beobachtungen könnten entscheidend dazu beitragen, die Rolle der Dunklen Materie im Universum besser zu verstehen.
Der Gravitationslinseneffekt ist ein faszinierendes Phänomen, das auftritt, wenn die Masse einer großen Galaxie oder einer Galaxiengruppe das Licht von weiter entfernten Objekten ablenkt. Diese Ablenkung führt dazu, dass die fernen Objekte für uns verzerrt oder vervielfacht erscheinen, oft in Form von Bögen oder Ringen. Eine besondere Form dieses Effekts ist das Einsteinkreuz, das eine spezielle geometrische Anordnung der beteiligten Objekte erfordert.
In einer kürzlich veröffentlichten Studie wurde ein außergewöhnliches Einsteinkreuz entdeckt, das durch Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen wie dem Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) in Frankreich und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile sichtbar gemacht wurde. Diese Aufnahmen zeigen ein fünffaches Abbild der 11,6 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie HerS-3, das ein nahezu perfektes Kreuz bildet. Besonders bemerkenswert ist das helle fünfte Abbild, das dieses Einsteinkreuz einzigartig macht.
Die Analyse der Daten, durchgeführt von der Doktorandin Prachi Prajapati an der Universität zu Köln, zeigte, dass alle fünf Bilder von HerS-3 dasselbe Muster molekularer Emissionslinien aufweisen. Dies bestätigt, dass es sich um Mehrfachabbildungen derselben Galaxie handelt. Die detaillierten Strukturen der einzelnen Bilder wurden durch das ALMA-Teleskop enthüllt, während die NOEMA- und ALMA-Daten durch Beobachtungen des Very Large Arrays ergänzt wurden.
Ein entscheidender Aspekt dieser Entdeckung ist die Möglichkeit, die Dunkle Materie zu erforschen. Die genaue Anordnung der fünf Bilder des Einsteinkreuzes konnte in Simulationen nur durch die Berücksichtigung einer unsichtbaren, massereichen Komponente erklärt werden. Diese Komponente, die als Konzentration von Dunkler Materie interpretiert wird, liegt im Massenschwerpunkt der Galaxiengruppe, die das Licht von HerS-3 ablenkt. Die geschätzte Masse dieses Halos der Dunklen Materie beträgt einige Trillionen Sonnenmassen.
Die Untersuchung solcher Systeme könnte entscheidend dazu beitragen, die Eigenschaften der Dunklen Materie besser zu verstehen und zu erforschen, wie sie die frühesten Stadien der kosmischen Evolution beeinflusst hat. Neben der Universität zu Köln waren auch Wissenschaftler*innen des Institut d’Astrophysique der Pariser Sorbonne Université sowie des Institut de radioastronomie millimétrique an der Publikation beteiligt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht.
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