Eine Hubble-Untersuchung von Galaxienhaufen zeigt MACS 1206, dessen dunkle Materie entfernte Lichtstrahlen verzerrt.
Astronomen haben mit dem Hubble-Weltraumteleskop ein Bild des Galaxienhaufens MACS J1206.2-0847 aufgenommen - oder MACS 1206kurz gesagt. Die scheinbare Verzerrung ferner Galaxien im Hintergrund des Bildes wird durch eine unsichtbare Substanz namens Dunkle Materie verursacht, deren Schwerkraft ihre Lichtstrahlen verbiegt und verzerrt.
Das am 13. Oktober 2011 von der NASA / ESA veröffentlichte Bild von MACS 1206 ist Teil einer neuen Untersuchung von Galaxienhaufen durch das CLASH - Team (The CLüster Ldarauffolgend EINnd Supernova Umfrage mit Hubble), der sechs von 25 zu untersuchenden Galaxienhaufen beobachtet hat. Die Umfrage wird es Astronomen ermöglichen, detaillierte Dunkle-Materie-Karten von mehr Galaxienhaufen als je zuvor zu erstellen.
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In diesem Hubble-Bild des Galaxienhaufens MACS 1206 wird das Licht von fernen Galaxien durch die Schwerkraft der dunklen Materie gebogen und verzerrt. Bildnachweis: NASA / ESA et al.
Astronomen verwenden Dunkle-Materie-Karten, um frühere, aber überraschende Ergebnisse zu testen, die darauf hindeuten, dass Dunkle Materie in Clustern dichter gepackt ist, als einige Modelle vorhersagen. Dies könnte bedeuten, dass sich Galaxienhaufen früher versammeln, als viele Wissenschaftler gedacht haben.
Die dunkle Materie im Universum kann nur durch Messung der Schwerkraft entdeckt werden, die wie ein Jahrmarktspiegel an sichtbarer Materie zieht und das Gewebe der Raum-Zeit verzieht.
Galaxienhaufen wie der MACS 1206 sind perfekte Labors zur Untersuchung der Gravitationseffekte der dunklen Materie, da sie die massereichsten Strukturen des Universums sind, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden.Aufgrund ihrer immensen Anziehungskraft wirken die Cluster wie riesige kosmische Linsen und verstärken, verzerren und biegen jegliches Licht, das durch sie hindurchgeht - ein Effekt, der als bekannt ist Gravitationslinsen.
Linseneffekte können auch mehrere Bilder desselben entfernten Objekts erzeugen, wie im obigen Hubble-Bild zu sehen ist. Insbesondere die scheinbaren Zahlen und Formen der fernen Galaxien weit hinter einem Galaxienhaufen werden beim Durchgang des Lichts verzerrt, was ein sichtbares Maß dafür liefert, wie viel Masse sich in dem dazwischenliegenden Haufen befindet und wie es verteilt ist.
Hubble Space Telescope untersucht 25 Galaxienhaufen. Bildnachweis: NASA / ESA
Die erheblichen Linsenverzerrungen beweisen, dass die dominierende Massenkomponente der Cluster dunkle Materie ist. Die Verzerrungen wären weitaus schwächer, wenn die Schwerkraft der Cluster nur von sichtbarer Materie herrühren würde.
MACS 1206 liegt vier Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Hubble hat CLASH-Astronomen dabei geholfen, 47 Mehrfachbilder von 12 neu identifizierten fernen Galaxien aufzudecken. Das Auffinden so vieler mehrerer Bilder in einem Cluster ist eine einzigartige Funktion von Hubble.
Unterdessen macht das Very Large Telescope des European Southern Observatory spektroskopische Beobachtungen der Cluster: Instrumente teilen das Licht der Galaxien in ihre Komponentenfarben auf, sodass die Wissenschaftler Rückschlüsse auf viele Eigenschaften der Clustergalaxien ziehen können, einschließlich ihrer Entfernung und chemischen Zusammensetzung .
Die CLASH-Untersuchung nutzt zwei der leistungsstarken Hubble-Kameras und deckt einen breiten Wellenlängenbereich von Ultraviolett bis Nahinfrarot ab.
Astronomen benötigen die verschiedenen Farben, um die Abstände zu den Linsengalaxien abzuschätzen und genauer zu untersuchen.
Die Ära, in der sich die ersten Cluster bildeten, ist nicht genau bekannt, wird jedoch auf mindestens neun Milliarden Jahre und möglicherweise auf 12 Milliarden Jahre geschätzt. Wenn bei den meisten Clustern in der CLASH-Umfrage festgestellt wird, dass sie übermäßig viel dunkle Materie in ihren Zentralkernen ansammeln, können sie neue Hinweise auf den Ursprung der Struktur im Universum liefern.
Fazit: Das CLASH-Team hat unter Verwendung des Hubble-Weltraumteleskops eine Untersuchung von Galaxienhaufen begonnen, um die Auswirkungen der Gravitationsverzerrung auf die Dunkle Materie zu untersuchen. Die NASA / ESA veröffentlichte das Bild am 13. Oktober 2011.