Ein internationales Team von Astronomen hat die detaillierteste Karte der Dunklen Materie entwickelt, die jemals erstellt wurde. Diese Karte zeigt, wie diese geheimnisvolle Substanz die Entstehung von Sternen, Galaxien und sogar Planeten beeinflusst hat. Die Forscher von der Universität Durham, dem NASA Jet Propulsion Laboratory und der École Polytechnique Fédérale de Lausanne haben Daten des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) verwendet, und ihre Ergebnisse wurden in der angesehenen Zeitschrift „Nature Astronomy“ veröffentlicht.

Die Faszination der Dunklen Materie

Dunkle Materie fasziniert Wissenschaftler seit langem. Obwohl sie kein Licht emittiert, nicht reflektiert oder absorbiert, und ihre Partikel die gewöhnliche Materie unwirklich durchdringen, formt sie durch gravitative Wechselwirkungen die Struktur des Universums. Die neueste Karte, die mithilfe der Daten des James-Webb-Teleskops erstellt wurde, ermöglicht es, mit beispielloser Präzision zu verfolgen, wie Dunkle Materie mit sichtbarer Materie interagiert, aus der Sterne, Planeten und auch wir Menschen bestehen.

Entwicklung der Dunklen Materie

Die Untersuchungen bestätigen frühere Theorien, die besagen, dass Dunkle Materie und gewöhnliche Materie nach dem Urknall im Raum verstreut waren. Im Laufe der Zeit begann die Dunkle Materie zu aggregieren und formte das „Skelett“ des Universums, zu dem die gewöhnliche Materie hingezogen wurde. In diesen Verdichtungen entstanden die ersten Sterne und Galaxien, und in der weiteren Perspektive – Planeten und das Leben.

Die beobachtete Region: Sterne im Sextant

Der Bereich des Himmels, der in der neuen Karte enthalten ist, ist ein Abschnitt des Sternbilds Sextant. Das Webb-Teleskop beobachtete diese Region über einen Zeitraum von 255 Stunden und identifizierte dabei fast 800.000 Galaxien, viele von ihnen zum ersten Mal. Dadurch konnten die Forscher die Verteilung der Dunklen Materie rekonstruieren, indem sie analysierten, wie ihre Masse die Raum-Zeit krümmt und das Licht von weit entfernten Galaxien ablenkt. Dieser Effekt, bekannt als gravitative Linse, ermöglicht es, das Unsichtbare zu „sehen“.

Ein signifikanter Fortschritt in der Astronomie

Die neue Karte enthält zehnmal mehr Galaxien als frühere Bilder von Bodenobservatorien und doppelt so viele wie die, die vom Hubble-Weltraumteleskop erlangt wurden. Sie enthüllt nicht nur neue Ansammlungen Dunkler Materie, sondern bietet auch eine deutlich höhere Auflösung im Vergleich zu früheren Studien. Dadurch können Wissenschaftler genauer analysieren, wie Dunkle Materie die Evolution kosmischer Strukturen beeinflusst hat.

Die Rolle der Dunklen Materie im Universum

Das Forschungsteam betont, dass dort, wo wir heute gewöhnliche Materie beobachten, immer auch Dunkle Materie vorhanden ist. Diese hält durch ihre Gravitation die Galaxien zusammen. Ohne sie würde die Milchstraße unter dem Einfluss ihrer eigenen Rotationsbewegung zerfallen. Jeden Tag durchfliegen Milliarden von Dunklen-Materie-Teilchen unsere Körper; sie sind jedoch völlig unauffindbar und interagieren außer durch Gravitation auf keine Weise mit uns. Die neue Karte ermöglicht ein besseres Verständnis davon, wie Dunkle Materie die sichtbare Materie „organisiert“ hat, wodurch die Entstehung von Galaxien, Sternen und folglich auch von Planeten und Leben ermöglicht wurde. Ohne sie gäbe es keine Elemente, aus denen unsere Welt besteht.

Innovative Instrumente zur Erfassung von Daten

Eine entscheidende Rolle in diesen Forschungen spielte das MIRI-Instrument (Mid-Infrared Instrument), das am Webb-Teleskop montiert ist. Es ermöglicht die Entdeckung von Galaxien, die hinter Wolken aus kosmischem Staub verborgen sind. Dank MIRI war es möglich, die Entfernungen zu Tausenden von Galaxien präzise zu bestimmen, was die Genauigkeit der Karte erheblich steigerte. In den kommenden Jahren planen Astronomen, die Kartierung der Dunklen Materie auf das gesamte Universum zu erweitern, unter anderem mit dem europäischen Teleskop Euclid sowie dem amerikanischen Nancy Grace Roman Space Telescope. Dies wird nicht nur dazu beitragen, ein besseres Verständnis der fundamentalen Eigenschaften der Dunklen Materie zu erlangen, sondern auch zu überprüfen, ob sich ihre Rolle während der Evolution des Universums verändert hat.