Ein internationales Team von Astronom:innen hat ein Objekt mit der Masse von über einer Million Sonnen in rund 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung aufgespürt. Es ist die masseärmste Struktur, die je auf diese Distanz und mit dieser Methode nachgewiesen wurde. Die Entdeckung liefert einen wichtigen Anhaltspunkt im Rätsel um die Natur der Dunklen Materie.
Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in zwei Begleitartikeln in den Fachzeitschriften Nature und den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ein Teleskop so groß wie die Erde
Um diese Beobachtung zu ermöglichen, nutzten die Wissenschaftler:innen eine Technik namens Very Long Baseline Interferometry, kurz VLBI. Dabei werden Radioteleskope rund um den Globus, darunter das Very Long Baseline Array (VLBA) in den USA und das European VLBI Network (EVN) in Europa, zu einem einzigen virtuellen Teleskop von der Größe der Erde zusammengeschaltet. Das Ergebnis ist eine extrem hohe Auflösung, die weit über die Fähigkeiten einzelner Instrumente hinausgeht.
Das Beobachtungsziel war ein bekanntes System mit der Bezeichnung JVAS B1938+666. Hier wirkt eine massive Vordergrundgalaxie als Gravitationslinse. Ihre enorme Schwerkraft krümmt die Raumzeit und lenkt das Licht einer noch weiter entfernten Radiogalaxie ab, ähnlich wie eine optische Linse.
Der kosmische „Wackler“ im Linsenbild
Der eigentliche Durchbruch gelang durch die Anwendung neu entwickelter Algorithmen. Diese ermöglichten es, den Linseneffekt mit bisher unerreichter Präzision zu modellieren und das verzerrte Licht der Hintergrundgalaxie zu einem gestochen scharfen Bild zu rekonstruieren. Bei dieser Analyse stieß das Team unter der Leitung von Devon Powell vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching bei München auf eine winzige, aber signifikante Abweichung im Linsenbild.
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Diese kleine Störung, eine Art kosmischer „Wackler“, verriet die Anwesenheit eines unsichtbaren Masseklumpens, der zur Linsengalaxie gehört. „Es ist eine beeindruckende Leistung, ein so massenarmes Objekt in so großer Entfernung von uns zu entdecken”, zitiert Futurism den Astronomen Chris Fassnacht von der University of California in Davis, der an der Studie beteiligt war.
Ein starkes Indiz, aber kein endgültiger Beweis
Die Entdeckung ist für die Kosmologie von großer Bedeutung, da sie das Standardmodell, die sogenannte Lambda-CDM-Theorie, stützt. Dieses Modell geht davon aus, dass Dunkle Materie „kalt“ ist, sich also aus schweren, langsamen Teilchen zusammensetzt, die zu Strukturen aller Größenordnungen verklumpen – von riesigen galaktischen Halos bis hin zu sehr kleinen. Der Fund eines solch kleinen Klumpens ist ein starkes Indiz für die Richtigkeit dieser Annahme.
Allerdings schließen die Forscher:innen eine alternative Erklärung nicht aus. Es könnte sich bei dem Objekt auch um eine ultrakompakte Zwerggalaxie handeln, die zu lichtschwach ist, um mit aktuellen Teleskopen direkt beobachtet zu werden. Obwohl die Eigenschaften des Objekts besser zu einem Halo aus Dunkler Materie passen, ist dies noch kein endgültiger Beweis.
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Letztlich liegt die größte Errungenschaft dieser Arbeit möglicherweise nicht allein in der Entdeckung des einen Objekts, sondern in der Demonstration der Methode selbst. Sie eröffnet einen neuen Weg, die Verteilung von Materie im Universum zu kartieren und die unsichtbaren Strukturen zu beleuchten, die unsere kosmische Nachbarschaft formen.
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