Dank des größten bislang erstellten Katalogs von Galaxien
gelang es einem internationalen Forscherteam neue Erkenntnisse über die
Verteilung von dunkler Materie im Universum zu gewinnen. Diese mysteriöse
Materie folgt dabei der Verteilung der Galaxien. Zudem erlaubten die Daten den
Forschern abzuschätzen, wie viel dunkle Materie es eigentlich gibt.
Die Struktur der dunklen Materie, die sich aus der Verteilung
von Galaxien (farbige Punkte) ergibt. Bild: Benson, Baugh,
Cole, Frenk and Lacey (Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society, 311, 793, 2001), Rutgers University |
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Wissenschaftler aus Großbritannien, Australien und den Vereinigten Staaten
haben in den letzten Jahren mit Hilfe des Anglo-Australian Telescope in
Australien den bislang umfangreichsten Katalog von Galaxien erstellt. Er gibt
Auskunft darüber, wie Galaxien sich in Gruppen und Haufen anordnen und erlaubt
es damit Rückschlüsse auf die Gravitationswirkung von dunkler
Materie zu ziehen. "Wo es Materie gibt, da gibt es auch Gravitation und ihre
Anziehungskraft hat dazu geführt, dass sich Galaxien in Klumpen anordnen und
damit ungleichmäßig verteilt sind", erläutert Licia Verde von der Rutgers
Universität in New Jersey. "Es gibt viel mehr dunkle Materie als Masse in
Galaxien und daher hat die dunkle Materie die Bewegung der Galaxien stark
beeinflusst." Würde es keinerlei dunkle Materie geben, wären die Galaxien viel
gleichmäßiger im All verteilt als man es beobachtet.
Das große Problem mit der dunklen Materie ist, dass Astronomen sie zwar für
eine Vielzahl wichtiger Vorgänge - wie etwa Galaxienentstehung - verantwortlich
machen, man sie aber nicht direkt mit Teleskopen beobachten kann. Daher ja auch
die Bezeichnung "dunkle Materie". Forscher versuchen aber indirekt auf sie
zu schließen: Verde vergleicht das mit einem Weihnachtsbaum, den man im Dunklen
betrachtet. Man sieht nur die Lichter, aber nicht den Baum. Ähnlich ging es
bislang den Astronomen, die nur Galaxien beobachten konnten, aber nicht die
dunkle Materie. Dank neuer Computeranalyen und ausgefeilter Simulation von
Gravitationskräften im All gelang es nun, zu rekonstruieren, wo sich dunkle Materie
befinden muss. Das Ergebnis hatten viele erwartet: Die Verteilung der dunklen
Materie und der Galaxien folgt dem selben Muster.
Und noch etwas ergaben die Forschungen des Astronomenteams: "Wenn man weiß,
wie die dunkle Materie verteilt ist, kann man auch bestimmen wie viel davon es geben
muss", so Verde. Das Ergebnis: Es muss etwa sieben Mal mehr dunkle als sichtbare
Materie geben, was allerdings nur ein Viertel der Menge an Materie entspricht,
die nötig ist, um die Expansion des Universums zu stoppen.
Die Ergebnisse der Forscher werden unterstützt von einer zweiten Studie, die
die Daten mit winzigen Temperaturschwankungen in der Hintergrundstrahlung in
Verbindung bringt. Die kosmische Hintergrundstrahlung ist quasi ein Echo des
Urknalls. "Diese zweite Arbeit bringt die Galaxienverteilung mit einen ganz
anderen Phänomen in Verbindung", so Verde, "kommt aber zum selben Ergebnis wie
wir, was unsere Resultate unterstützt."