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Dark Energy Survey: Karte zeigt einen Kosmos voller Dunkler Materie

Eine neue Karte zeigt, wie sich Dunkle Materie zwischen Millionen von Galaxien verteilt. Die rätselhafte Substanz verrät sich vor allem durch subtile Verzerrungen des Lichts.
Die Galaxie NGC 1398

Eine neue Karte zeigt, wie die Dunkle Materie auf kosmischen Distanzen verteilt ist: Während sie an manchen Stellen regelrecht zusammenklumpt, finden sich ebenfalls Bereiche, in denen der rätselhafte Stoff praktisch komplett abwesend ist. Diese Messungen des Dark Energy Surveys bestätigen frühe Studien und Computersimulationen, denen zufolge die Dunkle Materie im All nicht völlig gleichmäßig verteilt ist.

Das Team um Chihway Chang von der ETH Zürich hat die Ergebnisse nun auf einer Tagung vorgestellt, demnächst sollen sie in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht werden.

Die Verteilung dunkler Materie
Die Verteilung dunkler Materie | Der bislang mit der Dark Energy Camera kartierte Himmelsausschnitt hat die ungefähre Größe des 700-Fachen des scheinbaren Durchmessers der Sonne. Rot dargestellt sind Bereiche hoher Dichte, in blauen Bereichen findet sich nur wenig Dunkle Materie. Die grauen Punkte stellen Galaxienhaufen dar.

Um an die Daten zu gelangen, fotografierten die Wissenschaftler mit dem Victor-M.-Blanco-Teleskop in Chile einen großen Abschnitt des südlichen Himmels und analysierten die darauf abgebildeten etwa zwei Millionen Galaxien. Jene Bereiche, in denen sich besonders viel Dunkle Materie befindet, verraten sich durch die Wirkung der Gravitation auf das Licht: Durch die Schwerkraftwirkung der ansonsten unsichtbaren Dunklen Materie wird das Licht dahinterliegender Objekt leicht abgelenkt. Dieser so genannte Gravitationslinseneffekt lässt die Galaxien leicht verzerrt erscheinen. Durch systematische Auswertung der Verzerrungen können die Forscher dann auf die Dunkle-Materie-Verteilung rückschließen.

Dabei wurden riesige Strukturen offenbar. In rot dargestellten Bereichen findet sich besonders viel von der Substanz, die im Kosmos über 80 Prozent der Gesamtmaterie stellt. Blaue Areale dagegen sind leere Bereiche, in denen die Dichte der Dunklen Materie über gewaltige Distanzen von teils 100 Millionen Lichtjahren extrem gering ist. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass Dunkle Materie ebenso wie die sichtbare entlang so genannter Filamente verteilt ist, die wie ein dreidimensionales Gespinst den Weltraum durchziehen. Indem sie sichtbare Materie auf diese Strukturen konzentriert, treibt die Dunkle Materie derzeitigen Modellen zufolge die Galaxienentstehung voran.

Bislang haben die Forscher erst drei Prozent der Himmelsfläche kartiert, die sie bis 2018 bearbeiten wollen. Wie der Name des Projekts "Dark Energy Survey" nahelegt, geht es ihnen letztendlich nicht um Dunkle Materie, sondern Dunkle Energie: Die extrem genau vermessene Materieverteilung soll dann im nächsten Schritt Rückschlüsse auf die Dunkle Energie zulassen – eine noch mysteriösere Erscheinung im Kosmos, die für dessen beschleunigtes Auseinanderstreben verantwortlich gemacht wird.

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