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Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Die ersten Ergebnisse einer großen neuen Durchmusterung nach Dunkler Materie am Südhimmel mit dem VLT Survey Telescope (VST) am Paranal-Observatorium der ESO in Chile wurden veröffentlicht. Die KiDS-Durchmusterung des VST wird es Astronomen erlauben, präzise Messungen von Dunkler Materie, Dunkler Energie, der Struktur des Halos von Galaxien und der Evolution von Galaxien und Galaxienhaufen zu machen. Die ersten KiDS-Resultate zeigen, wie die Charakteristiken der beobachteten Galaxien durch die unsichtbaren, riesengroßen Klumpen Dunkler Materie bestimmt werden, die sie umgeben.
Rund 85% der Materie des Universums ist dunkel [1] und von einem Typ, der von Teilchenphysikern nicht verstanden wird. Obwohl sie weder Licht ausstrahlt noch absorbiert, können Astronomen diese sogenannte Dunkle Materie durch ihre Wirkung auf Sterne und Galaxien aufspüren, und zwar über ihre gravitative Anziehung. Ein großes neues Projekt, das die leistungsstarken Durchmusterungsteleskope der ESO nutzt, zeigt nun deutlicher als je zuvor die Beziehung zwischen der mysteriösen Dunklen Materie und den hell leuchtenden Galaxien, die wir direkt beobachten können [2].
Das Projekt mit dem Namen Kilo-Degree Survey (kurz KiDS, Englisch für „Tausend-Grad-Vermessung“) verwendet Bilder des VLT Survey Telescopes und dessen riesiger Kamera OmegaCAM. Das Teleskop befindet sich am Paranal-Observatorium der ESO und ist der Durchmusterung des Nachthimmels im sichtbaren Licht gewidmet – ergänzt durch das Infrarot-Teleskop VISTA. Eines der Hauptziele des VST ist es, Dunkle Materie zu kartieren und die entstandenen Karten zu verwenden, um die mysteriöse Dunkle Energie zu verstehen, die die Expansion unseres Universums beschleunigt.
Der beste Weg herauszufinden, wo sich die Dunkle Materie befindet, ist durch Gravitationslinsen, also die Ablenkung des Lichts durch die Schwerkraft. Durch das Studium dieses Effektes ist es möglich, diejenigen Orte zu identifizieren, an denen die Gravitation am stärksten wirkt und damit, wo Materie liegt, die Dunkle Materie eingeschlossen.
Als einer der ersten wissenschaftlichen Fachartikel hat das internationale KiDS-Team, angeführt von Koenraad Kuijken von der Sterrewacht Leiden in den Niederlanden, diese Vorgehensweise eingesetzt und Aufnahmen von über zwei Millionen Galaxien analysiert, die typischerweise 5,5 Milliarden Lichtjahre entfernt liegen [3]. Sie untersuchten die Verzerrung des Lichtes, das von diesen Galaxien emittiert wird, und dessen Weg gekrümmt wird, während es auf seinem Weg zur Erde massive Klumpen von Dunkler Materie passiert.
Erste Resultate kommen aus nur 7% des endgültigen Durchmusterungs-Gebietes und konzentrieren sich auf das Kartieren der Verteilung von Dunkler Materie in Gruppen von Galaxien. Die meisten Galaxien befinden in Gruppen – unsere eigene Milchstraße eingeschlossen, die ein Teil der sogenannten Lokalen Gruppe ist – und das Verständnis, wie viel Dunkle Materie sie enthalten, ist ein entscheidender Test der ganzen Theorie, wie Galaxien sich im Kosmischen Netz bilden. Durch den Gravitationslinsen-Effekt stellt sich heraus, dass diese Gruppen etwa 30 Mal mehr Dunkle als sichtbare Materie enthalten.
"Interessanterweise sitzt die hellste Galaxie nahezu immer in der Mitte des Klumpens Dunkler Materie", erläutert Massimo Viola von der Sterrewacht Leiden, der Erstautor einer der ersten KiDS-Artikel.
"Die Vorhersage der Theorie der Galaxienentstehung, nach der Galaxien fortwährend in Gruppen eingesaugt werden und sich im Zentrum häufen, ist damit so klar noch nie zuvor durch Beobachtungen demonstriert worden“, fügt Koenraad Kuijken hinzu.
Die Erkenntnisse sind nur die Spitze des Eisbergs eines größeren Programmes, die immensen Datensätze zu nutzen, die von den Durchmusterungs-Teleskopen kommen. Deren Daten werden nun den Wissenschaftlern weltweit durch das ESO-Archiv zugänglich gemacht.
Die KiDS-Durchmusterung wird helfen, unser Verständnis von Dunkler Materie zu erweitern. Die Möglichkeit, Dunkle Materie und ihre Auswirkungen zu erklären, würde einen großen Durchbruch in der Physik darstellen.
Endnoten
[1] Astronomen haben herausgefunden, dass der gesamte Massen- und Energiegehalt des Universum sich wie folgt aufteilt: 68 % Dunkle Energie, 27 % Dunkle Materie und 5 % „normale Materie.“ So steht die Zahl 85% in Zusammenhang mit dem Bruchteil von „Materie“, die dunkel ist.
[2] Supercomputer- Berechnungen zeigen, wie ein mit Dunkler Materie gefülltes Universum sich entwickeln wird: Mit der Zeit wird sich Dunkle Materie in eine riesige kosmische Netz-Struktur zusammenklumpen und Galaxien und Sterne bilden sich dort, wo Gas in die dichtesten Konzentrationen von Dunkler Materie eingesaugt wird.
[3] Diese Arbeit machte von der 3D-Karte von Galaxien-Gruppen Gebrauch, die im Rahmen des Galaxien- und Massen-Ansammlungs Projekts „ Galaxy And Mass Assembly Project“ (GAMA), erstellt wurde und dafür umfangreiche Beobachtungen mit dem Anglo-Australian Telescope anstellte.
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1528/?nolang - Webversion der Pressemitteilung mit einem Video (auch in höher aufgelösten Versionen). Zugang vor Ablauf der Sperrfrist bitte bei lars@eso.org erfragen
http://kids.strw.leidenuniv.nl/papers.php - Liste der Fachartikel
http://www.eso.org/public/images/archive/search/?adv=&subject_name=VLT%20Sur... - Fotos vom VST
Europäische Südsternwarte
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Erste Ergebnisse der KiDS-Durchmusterung.
Bild: Kilo-Degree Survey Collaboration/A. Tudorica & C. Heymans/ESO
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Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Physics / astronomy
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
Europäische Südsternwarte
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Erste Ergebnisse der KiDS-Durchmusterung.
Bild: Kilo-Degree Survey Collaboration/A. Tudorica & C. Heymans/ESO
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