Dunkle Materie ist eines der größten Rätsel der Physik. Nun ist es Wissenschaftlern gelungen, die unsichtbare Substanz bis ins kleinste Detail zu kartieren.
Wissenschaftler haben mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA die bisher detaillierteste Karte der dunklen Materie erstellt und damit die dunkle Materie, eines der größten Rätsel der Physik, ein Stück enthüllt.
Wissenschaftler sagen, dass sie den größten Teil der Materie im Universum ausmacht, aber es ist immer noch nicht bekannt, woraus sie besteht. Sie kann mit keinem Teleskop gesehen werden und emittiert, reflektiert oder absorbiert kein Licht.
Allerdings liegt eine Masse vor, was bedeutet, dass Schwerkraft ausgeübt wird. Diese Tatsache hat das Forscherteam der Universität Durham im Vereinigten Königreich genutzt, um eine Karte der dunklen Materie zu erstellen.
"Entfernte Galaxien erscheinen in ungewöhnlichen Formen verzerrt. Und wenn wir uns die Galaxien näher anschauen, sehen wir: Oh, das ist eine, die wie die Milchstraße aussieht, und da ist ein unscharfer Klecks - oh, Moment mal. Da ist eine wirklich ungewöhnlich aussehende Galaxie", erklärt Richard Massey, Professor für Computerkosmologie an der Durham University.
"Das James Webb Space Teleskop kann dunkle Materie sehen, obwohl sie unsichtbar ist", fügt Massey hinzu.
Die Schwerkraft der dunklen Materie krümmt das Licht von weiter entfernten Galaxien und lässt sie verzerrt erscheinen. Dieser Vorgang ist als "Gravitationslinseneffekt" bekannt.
Durch die Messung der Richtung und Stärke dieser Verzerrung bei fast einer Million Galaxien konnten die Astronomen genau feststellen, wo sich die dunkle Materie befindet und wie viel davon vorhanden sein muss.
Dunkle Materie: Mit allem Sichtbaren verbunden
Die neue Karte bestätigt, dass die dunkle Materie nicht zufällig verstreut ist, sondern eng mit der Struktur von allem, was wir sehen können, verbunden ist, so das Forscherteam.
Der kleine Fleck im Weltraum, den die Wissenschaftler kartiert haben, liegt im Sternbild Sextans. Alle Sterne des Sternbilds Sextans gehören zur Milchstraße. Die Galaxien im Hintergrund liegen außerhalb der Milchstraße.
Sextans wurde schon früher mit bodengebundenen Teleskopen und dem Hubble-Weltraumteleskop untersucht, aber noch nie so detailliert.
"Ich würde sagen, dass frühere Karten ein bisschen so aussahen, als würde man die dunkle Materie durch eine Milchglasscheibe sehen", sagt Gavin Leroy, Postdoktorand an der Durham University.
Eine Million Galaxien
"Dank der beeindruckenden Daten des James-Webb-Weltraumteleskops können wir das Universum nun aus nächster Nähe und mit deutlich klarerer Sicht dort betrachten, wo sich die Dunkle Materie befindet", so Leroy.
Dank des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA konnten in der neuen Karte rund eine Million Galaxien identifiziert werden, doppelt so viele wie in der tiefsten Durchmusterung, die zuvor mit dem Hubble-Teleskop durchgeführt wurde.
Die Forscher hoffen, dass die neue Karte als Referenz für zukünftige Weltraummissionen dienen wird.
Zukünftige Observatorien wie das Euclid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation und das Nancy Grace Roman Space Telescope der NASA werden die dunkle Materie in viel größeren Himmelsregionen kartieren.