Die ersten Ergebnisse einer großen neuen Durchmusterung nach Dunkler Materie am Südhimmel mit dem VLT Survey Telescope (VST) am Paranal-Observatorium der ESO in Chile wurden veröffentlicht. Die KiDS-Durchmusterung des VST wird es Astronomen erlauben, präzise Messungen von Dunkler Materie, Dunkler Energie, der Struktur des Halos von Galaxien und der Evolution von Galaxien und Galaxienhaufen zu machen. Die ersten KiDS-Resultate zeigen, wie die Charakteristiken der beobachteten Galaxien durch die unsichtbaren, riesengroßen Klumpen Dunkler Materie bestimmt werden, die sie umgeben.

Rund 85% der  Materie des Universums ist dunkel [1] und von einem Typ, der von Teilchenphysikern nicht verstanden wird. Obwohl sie weder Licht ausstrahlt noch absorbiert, können Astronomen diese sogenannte Dunkle Materie durch ihre Wirkung auf Sterne und Galaxien aufspüren, und zwar über ihre gravitative Anziehung. Ein großes neues Projekt, das die leistungsstarken Durchmusterungsteleskope der ESO nutzt, zeigt nun deutlicher als je zuvor die Beziehung zwischen der mysteriösen Dunklen Materie und den hell leuchtenden Galaxien, die wir direkt beobachten können [2].

Das Projekt mit dem Namen Kilo-Degree Survey (kurz KiDS, Englisch für „Tausend-Grad-Vermessung“) verwendet Bilder des VLT Survey Telescopes und dessen riesiger Kamera OmegaCAM. Das Teleskop befindet sich am Paranal-Observatorium der ESO und ist der Durchmusterung des Nachthimmels im sichtbaren Licht gewidmet – ergänzt durch das Infrarot-Teleskop VISTA. Eines der Hauptziele des VST ist es, Dunkle Materie zu kartieren und die entstandenen Karten zu verwenden, um die mysteriöse Dunkle Energie zu verstehen, die die Expansion unseres Universums beschleunigt.

Der beste Weg herauszufinden, wo sich die Dunkle Materie befindet, ist durch Gravitationslinsen, also die Ablenkung des Lichts durch die Schwerkraft. Durch das Studium dieses Effektes ist es möglich, diejenigen Orte zu identifizieren, an denen die Gravitation am stärksten wirkt und damit, wo Materie liegt, die Dunkle Materie eingeschlossen.

Als einer der ersten wissenschaftlichen Fachartikel hat das internationale KiDS-Team, angeführt von Koenraad Kuijken von der Sterrewacht Leiden in den Niederlanden, diese Vorgehensweise eingesetzt und Aufnahmen von über zwei Millionen Galaxien analysiert, die typischerweise 5,5 Milliarden Lichtjahre entfernt liegen [3]. Sie untersuchten die Verzerrung des Lichtes, das von diesen Galaxien emittiert wird, und dessen Weg gekrümmt wird, während es auf seinem Weg zur Erde massive Klumpen von Dunkler Materie passiert.

Erste Resultate kommen aus nur 7% des endgültigen  Durchmusterungs-Gebietes und konzentrieren sich auf das Kartieren der Verteilung von Dunkler Materie in Gruppen von Galaxien. Die meisten Galaxien befinden in Gruppen – unsere eigene Milchstraße eingeschlossen, die ein Teil der sogenannten Lokalen Gruppe ist – und das Verständnis, wie viel Dunkle Materie sie enthalten, ist ein entscheidender Test der ganzen Theorie, wie Galaxien sich im Kosmischen Netz bilden. Durch den Gravitationslinsen-Effekt stellt sich heraus, dass diese Gruppen etwa 30 Mal mehr Dunkle als sichtbare Materie enthalten.

"Interessanterweise sitzt die  hellste Galaxie nahezu immer in der Mitte des Klumpens Dunkler Materie", erläutert  Massimo Viola von der Sterrewacht Leiden, der Erstautor einer der ersten KiDS-Artikel.

"Die Vorhersage der Theorie der Galaxienentstehung, nach der Galaxien fortwährend in Gruppen eingesaugt werden und sich im Zentrum häufen, ist damit so klar noch nie zuvor durch Beobachtungen demonstriert worden“, fügt Koenraad Kuijken hinzu.

Die Erkenntnisse sind nur die Spitze des Eisbergs eines größeren Programmes, die immensen Datensätze zu nutzen, die von den Durchmusterungs-Teleskopen kommen. Deren Daten werden nun den Wissenschaftlern weltweit durch das ESO-Archiv zugänglich gemacht.

Die KiDS-Durchmusterung wird helfen, unser Verständnis von Dunkler Materie zu erweitern. Die Möglichkeit, Dunkle Materie und ihre Auswirkungen zu erklären, würde einen großen Durchbruch in der Physik darstellen.


Den Artikel finden Sie unter:

http://www.eso.org/public/germany/news/eso1528/

Quelle: Europäische Südsternwarte (07/2015)