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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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3-D-Karte der Dunklen Materie im Universum erstellt |
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| | | Dunkle Materie gibt dem Universum seine Struktur. Astronomen haben nun mit Hilfe des Weltraumteleskops "Hubble" eine dreidimensionale Karte dieses unsichtbaren Gerüsts erstellt, um das sich die gewöhnliche sichtbare Materie anordnet. |
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Die Karte umfasst 500.000 Galaxien und ist die bislang umfangreichste ihrer Art. Das berichtet ein Team von Astrophysikern um Richard Massey vom California Institute of Technology.
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Die Studie "Dark matter maps reveal cosmic scaffolding" von Richard Massey et al. erschien als Online-Vorabpublikation in "Nature" (7.1.07; doi: 10.1038/nature05497). |
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 Abstract in Nature |
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Dunkel und träge |
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Über 80 Prozent der gesamten Masse des Universums bestehen aus dunkler Materie. Sie sendet keine elektromagnetische Strahlung - wie etwa sichtbares Licht - aus. Und: Sie sie kann mit normaler, so genannter baryonischer Materie oder mit Licht nur durch Gravitation in Wechselwirkung treten.
Genau diese Eigenschaft nutzten Richard Massey und Kollegen nun laut einer Aussendung der Max-Planck-Gesellschaft aus, um die dreidimensionale Verteilungskarte der dunklen Materie zu zeichnen. Diese Karte bestätigt die Standardtheorie zur Rolle der dunklen Materie. Astrophysiker betrachten sie nämlich als Gerüst des Universums. Ursprünglich war sie gleichmäßig verteilt, später verdichtete sie sich in manchen Bereichen.
Diese Stellen mit besonders viel dunkler Materie ziehen durch ihre stärkere Gravitation die sichtbare Materie an, so dass sich diese zusammenballt. So entstehen Sterne, Galaxien und ganze Galaxienhaufen.
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Untersuchte Fläche: Acht Mal der Vollmond
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Die nun erstellte Karte (Bild oben) zeigt ein über das Universum verteiltes Netz dunkler Materie.
An manchen Orten ist die dunkle Materie jedoch sehr dicht - und genau an diesen Stellen befinden sich die Galaxien und das heiße Gas der normalen Materie. Diese Verteilung der Materie im Universum zeigt, dass die "handelsübliche" baryonische Materie der dunklen Materie folgt.
Die Daten, die die Forscher für die Landkarte verwendeten, stammen vom Weltraumteleskop Hubble. Im Rahmen des "Cosmic Evolution Survey" (COSMOS) hat Hubble einen verhältnismäßig großen Ausschnitt des Weltalls mit hoher Auflösung abgebildet.
Dieser Ausschnitt, das so genannte COSMOS-Feld, hat eine Größe von achtmal der Fläche des Vollmonds und ist damit der bisher größte auf diese Weise vermessene Ausschnitt des Alls. Dabei ist eine umfangreiche Sammlung sehr detaillierter Bilder von einer halben Million Galaxien entstanden.
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Das Universum in Schichten
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Dabei, teilten die Forscher das Blickfeld des Hubble-Teleskops in verschiedene Altersschichten ein (vergleichbar den Schnitten durch Gesteinsschichten in der Geologie). Das Alter der Schichten lässt sich aus der Rotverschiebung der beobachteten Galaxien ableiten.
Die drei oben gezeigten Schichten stellen also das Universum zu verschiedenen Zeiten in der Vergangenheit dar. Weil die Gravitation der dunklen Materie das Licht dieser Galaxien ablenkt, konnten die Forscher im Umkehrschluss aus der Gestalt der Galaxien auf die Verteilung der dunklen Materie schließen.
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Gravitationslinsen geben Aufschluss |
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Die Methode, die sie dabei verwendeten, beruht auf dem schwachen Gravitationslinseneffekt. Der Effekt lässt sich durch eine einfache Analogie erklären: Wenn Licht durch eine Milchglasscheibe mit aufgerauter Oberfläche, wie zum Beispiel bei Badezimmerfenstern, fällt, wirft es ein charakteristisches Muster an die Wand.
Dieses Muster gibt Aufschluss darüber, wie die Oberfläche des Glases strukturiert ist. Ganz ähnlich arbeiteten auch die Astronomen um Richard Massey bei ihrer Studie, allerdings mit ein bisschen mehr Mathematik.
[science.ORF.at/MPG, 8.1.07]
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
