Anscheinend haben sich in dem rund 5,7 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen MACSJ0025.4-1222 gewöhnliche und Dunkle Materie auf Grund einer Kollision voneinander getrennt. Damit liefert er einen weiteren Beleg für die mysteriöse Materieform und bestätigt zudem einen ähnlichen Fund aus dem Jahr 2006.
Anhand von Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble im optischen Wellenlängenbereich konnten Astronomen um Marusa Bradač von der University of California in Santa Barbara zunächst die gesamte Masseverteilung des Galaxienhaufens ableiten. Der so genannte Gravitationslinseneffekt erlaubte dabei sowohl gewöhnliche als auch Dunkle Materie auszumachen, da beide Materieformen durch ihre Anziehungskraft das von dahinter liegenden Sternen zu uns dringende Licht ablenken. Aus dem jeweiligen Grad der Verformung können die Wissenschaftler schließlich zwar die Positionen der Massen bestimmen, nicht jedoch deren Ursprung. Erst Daten des Satelliten Chandra zeigten, wo sich die normale Materie in MACSJ0025 aufhält. Meist liegt diese in Form von heißem Gas vor, das hell im Röntgenlicht leuchtet.
Der Gravitationslinseneffekt | Die Abbildung zeigt, wie die Schwerkraft eines Galaxienhaufens das Licht von Galaxien im Hintergrund ablenkt. In diesem idealisierten Fall wird die Galaxie vom Teleskop sowohl über als auch unterhalb der wirklichen Position gesehen. Durch eine Analyse möglichst vieler Hintergrundgalaxien lässt sich eine Karte der Masseverteilung im Galaxienhaufen erstellen.
MACSJ0025 im Sternbild Walfisch bildete sich nach einer energiereichen Kollision zwischen zwei großen Galaxienhaufen – jeweils mit Billiarden Sonnenmassen bestückt. Die Astronomen stellen sich vor, dass sie einst mit Geschwindigkeiten von Millionen Kilometern pro Stunde aufeinander krachten. Das heiße Gas in beiden stieß zusammen, wodurch es abgebremst wurde und sich im Zentrum des Aufpralls versammelte. Die Dunkle Materie rauschte hingegen durch die Kollisionsstelle hindurch, da sie nur über ihre Gravitation mit der anderen Materieform in Wechselwirkung tritt.
Eine Aufnahme des Bullet-Haufens | Diese Aufnahme zeigt den Bullet-Haufen im Sternbild Luchs. Hier durchdringen sich zwei Galaxienhaufen scheinbar wie eine Gewehrkugel einen Apfel.
Die Trennung sehen Astronomen deshalb als Beweis für die inzwischen unter Wissenschaftlern etablierte Dunkle Materie und unterstützt daneben auch die ihr zugeschriebenen Eigenschaften. So sollen die Partikel beispielsweise auch untereinander nur oder fast ausschließlich über die Gravitationskraft interagieren. Die neuen Ergebnisse belegen zudem, dass der so genannte Bullet-Cluster, in dem Astronomen 2006 dieselben Effekte beobachtet haben, keine Ausnahme darstellt. (mp)
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