Kosmische Dunkle Materie im Coma-Galaxienhaufen

Dunkle Materie in der Region des Coma-Galaxienhaufens. Die Verteilung der Dunklen Materie (Dunkelgrün) ist auf ein Bild des Galaxienhaufens vom Subaru-Teleskop gelegt. (Credit: HyeongHan et al.)
Dunkle Materie in der Region des Coma-Galaxienhaufens. Die Verteilung der Dunklen Materie (Dunkelgrün) ist auf ein Bild des Galaxienhaufens vom Subaru-Teleskop gelegt. (Credit: HyeongHan et al.)

Das Subaru-Teleskop hat die Enden von Dunkle-Materie-Filamenten im Coma-Galaxienhaufen entdeckt, die sich über Millionen Lichtjahre erstrecken. Dies ist das erste Mal, dass Filamente des kosmischen Netzes, das sich durch das gesamte Universum zieht, direkt registriert wurden. Das liefert neue Belege, um Theorien über die Entwicklung des Universums zu überprüfen.

Im Sonnensystem sehen wir Materie, die zu runden Objekten wie Planeten, Monden und der Sonne zusammengefunden hat. Aber man vermutet, dass Dunkle Materie, die den Großteil der Masse im Universum ausmacht, als ein Geflecht aus langen, dünnen Strukturen existiert. Wie bei einem Spinnennetz können diese Fäden schwer zu erkennen sein, daher zogen Astronomen ihre Schlussfolgerungen üblicherweise basierend auf Beobachtungen von Galaxien und Gas innerhalb des Netzes. Es ist vergleichbar damit, als würde man ein totes Blatt sehen, das in der Luft hängt: Man weiß, dort gibt es ein Spinnennetz, das man nicht sehen kann.

Ein Forschungsteam der Yonsei University nutzte das Subaru-Teleskop, um nach direkten Anzeichen für Dunkle-Materie-Filamente im Coma-Galaxienhaufen zu suchen. Der Galaxienhaufen liegt rund 321 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Coma Berenices (Haar der Berenike). Der Coma-Galaxienhaufen ist einer der größten und nächstgelegenen Galaxienhaufen, was ihn zu einem guten Ort für die Suche nach schwachen Anzeichen für Dunkle Materie macht. Weil er so nah ist, erscheint er jedoch auch groß, weshalb die Beobachtung des gesamten Galaxienhaufens ironischerweise schwierig ist.

Das Subaru-Teleskop bietet die richtige Kombination aus hoher Empfindlichkeit, hohem Auflösungsvermögen und breitem Gesichtsfeld, um diese Beobachtungen zu ermöglichen. Im Rahmen der sorgfältigen Datenanalyse identifizierte das Team die Endsegmente der unsichtbaren Dunkle-Materie-Filamente des Coma-Galaxienhaufens. Das ist das erste Mal, dass diese Strukturen direkt bestätigt wurden, was neue Belege für die Theorie liefert, laut der Netze aus Dunkler Materie das Universum durchziehen.

Die Ergebnisse wurden von HyeongHan et al. am 5. Januar 2024 unter dem Titel “Weak-lensing detection of intracluster filaments in the Coma cluster” im Journal Nature Astronomy veröffentlicht.

Die Studie basiert auf Daten, die mit dem Subaru-Teleskop gesammelt und im SMOKA-Archiv gespeichert wurden, das vom Astronomy Data Center des National Astronomical Observatory of Japan betrieben wird.

Quelle

(THK)

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