Dunkle Materie ist mysteriöses Zeug, weil wir es nicht wirklich "sehen" können. Aber das hat Wissenschaftler nicht davon abgehalten, es zu erforschen und darüber zu theoretisieren. Eine Theorie besagt, dass es Filamentstrukturen dunkler Materie geben sollte, die Galaxien verbinden. Wissenschaftler der University of Waterloo haben nun zum ersten Mal eines dieser Filamente der dunklen Materie abgebildet.
Die beiden Wissenschaftler Seth D. Epps und Michael J. Hudson präsentieren ihre Ergebnisse in einem Artikel in den Monthly Notices der Royal Astronomy Society.
Die Theorie sagt voraus, dass Filamente aus dunkler Materie Galaxien miteinander verbinden, indem sie vom Halo der dunklen Materie einer Galaxie zum gleichen Halo in einer anderen Galaxie gelangen. Andere Forscher haben Filamente aus dunkler Materie gefunden, die ganze Galaxienhaufen verbinden. Dies ist jedoch das erste Mal, dass Filamente zwischen einzelnen Galaxien abgebildet wurden.
"Dieses Bild bewegt uns über Vorhersagen hinaus zu etwas, das wir sehen und messen können." - Mike Hudson, Universität von Waterloo
"Seit Jahrzehnten sagen Forscher die Existenz von Filamenten aus dunkler Materie zwischen Galaxien voraus, die wie ein netzartiger Überbau wirken, der Galaxien miteinander verbindet", sagte Mike Hudson, Professor für Astronomie an der University of Waterloo. "Dieses Bild bewegt uns über Vorhersagen hinaus zu etwas, das wir sehen und messen können."
Dunkle Materie macht etwa 25% des Universums aus. Aber es scheint, reflektiert oder interagiert in keiner Weise mit Licht, daher ist es schwierig zu studieren. Der einzige Weg, wie wir es wirklich studieren können, ist die Beobachtung der Schwerkraft. In dieser Studie verwendeten die beiden Astronomen die schwache Gravitationslinsen-Technik.
Eine schwache Gravitationslinse beruht auf der Wirkung der Masse auf das Licht. Genug konzentrierte Masse im Vordergrund - in diesem Fall dunkle Materie - verzerrt das Licht entfernter Quellen im Hintergrund.
Wenn es sich um etwas handelt, das so groß ist wie ein supermassives Schwarzes Loch, ist die Gravitationslinse ziemlich ausgeprägt. Aber Galaxien-zu-Galaxien-Filamente aus dunkler Materie sind viel weniger dicht als ein Schwarzes Loch, so dass ihre individuelle Wirkung minimal ist. Was die Astronomen brauchten, waren die kombinierten Daten mehrerer Galaxienpaare, um die schwache Gravitationslinse zu erkennen.
Der Schlüssel zu dieser Studie ist das Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop. Es wurde eine mehrjährige Himmelsvermessung durchgeführt, die den Grundstein für diese Studie legte. Die Forscher kombinierten Linsenbilder von über 23.000 Galaxienpaaren in 4,5 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Das resultierende zusammengesetzte Bild zeigte die Filamentbrücke zwischen den beiden Galaxien.
"Mit dieser Technik können wir nicht nur sehen, dass diese Filamente der dunklen Materie im Universum existieren, sondern auch, inwieweit diese Filamente Galaxien miteinander verbinden." - Seth D. Epps, Universität von Waterloo
Wir wissen immer noch nicht, was dunkle Materie ist, aber die Tatsache, dass Wissenschaftler diese Filamente vorhersagen und dann tatsächlich finden konnten, zeigt, dass wir Fortschritte machen, um sie zu verstehen.
Wir kennen die großräumige Struktur des Universums seit einiger Zeit und wissen, dass dunkle Materie ein großer Teil davon ist. Galaxien neigen dazu, sich unter dem Einfluss der Anziehungskraft der dunklen Materie zu sammeln. Es ist eine faszinierende Entdeckung, eine Brücke der Dunklen Materie zwischen Galaxien zu finden. Zumindest nimmt es der dunklen Materie ein wenig Rätsel.
