Hubble weist kleine Klumpen Dunkler Materie nach

Dunkle Materie hält Galaxien beieinander und gibt dem sichtbaren Universum seine Struktur. Obwohl sie etwa fünf Sechstel der Gesamt-Masse des Kosmos ausmacht, weiß bisher niemand, woraus sie besteht. Es gibt zwar einige Hinweise, woraus Dunkle Materie nicht besteht, aber trotzdem stehen die Forscher noch vor der Aufgabe, zwischen heißer, kalte und womöglich gar verschwommener Dunkler Materie unterscheiden zu müssen, wobei sich die Temperaturangabe hier auf die Geschwindigkeit beziehen, mit der sich die Teilchen der Dunklen Materie bewegen.

Das Hubble-Teleskop der NASA hat die Wahrscheinlichkeiten jetzt erneut ein Stück weiter zur kalten Dunklen Materie verschoben, wie sie auch das Standardmodell des Kosmos (Lambda-CDM) annimmt. Mit seiner Hilfe ist es den Forschern nämlich gelungen, viel kleinere Klumpen Dunkler Materie nachzuweisen, als es bisher möglich war. Würde Dunkle Materie nur in großen Klumpen existieren, wie man bisher annehmen musste, bräuchte man für das Fehlen kleinerer Konzentrationen eine Erklärung. Warme Dunkle Materie mit sich schnell bewegenden Teilchen würde sich in kleinen Klumpen nicht lange halten. Da es diese jedoch nachgewiesenermaßen gibt, wird die warme Dunkle Materie nun nicht mehr benötigt.

„Dunkle Materie ist bei kleinen Maßstäben kälter, als wir dachten“, sagt Anna Nierenberg vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, California, die die Hubble-Untersuchung geleitet hat. „Wir haben damit den bisher überzeugendsten Hinweis auf die Existenz kleiner Klumpen Dunkler Materie gefunden.“

Die Technik, die das Team benutzt hat, war ungewöhnlich: Dunkle Materie lässt sich ja nicht direkt beobachten. Die Forscher haben stattdessen acht helle Quasare mit Hilfe einer von mächtigen Vordergrund-Galaxien gebildeten Gravitationslinse beobachtet. Der gravitative Einfluss der Klumpen Dunkler Materie zwischen Teleskop und Beobachtungsobjekt hat dabei das Licht der fernen Quasare verändert – eine Veränderung, die man messen kann, und die Rückschlüsse auf die Anwesenheit der Dunklen Materie zulässt. Die Astronomen haben quasi mit dem Löffel in einer unbekannten Suppe herumgerührt und aus den Spiralen der aufsteigenden Dämpfe auf die Zusammensetzung der Suppe geschlossen.

Die gemessenen Klumpen entsprachen zwischen einem Zehntausendstel und einem Hunderttausendstel der Masse des Dunkle-Materie-Halos der Milchstraße.

Sechs der acht per Gravitationslinse abgebildeten Quasare. Die Mehrfachbilder sind für das Verfahren typisch (Bild: NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) and T. Treu (UCLA)).

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