Schlagwort: Dunkle Materie

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NGC 300: Eine Galaxie voller Sterne

Vor der bildfüllend dargestellten Galaxie NGC 300 glitzern Sterne in unserer Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Daniel Stern

Diese Galaxie ist ungewöhnlich dafür, wie viele Sterne man anscheinend sieht.

Die Sterne sind in dieser Tiefenaufnahme der Spiralgalaxie NGC 300 deshalb so deutlich zu sehen, weil so viele dieser Sterne hellblau sind und sich zu auflösbaren hellen Sternhaufen gruppieren. Außerdem ist NGC 300 so deutlich, weil sie eine der erdnächsten Spiralgalaxien ist, denn das Licht braucht nur etwa 6 Millionen Jahre, um hierher zu gelangen.

Natürlich bestehen Galaxien aus viel mehr schwachen als hellen Sternen, und ein noch größerer Teil der Masse einer Galaxie ist auf unsichtbare Dunkle Materie zurückzuführen. NGC 300 erstreckt sich über fast die gleiche Himmelsfläche wie der Vollmond und ist mit einem kleinen Teleskop im südlichen Sternbild des Bildhauers zu sehen.

Das hier gezeigte Bild wurde letzten Monat von Rio Hurtado, Chile, aus aufgenommen und ist ein Komposit aus über 20 Stunden Belichtung.

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Dunkle Materie in einem simulierten Universum

Wie ein dunkles Spinnennetz wirken die dargestellten Fäden aus Dunkler Materie im Bild. An den Knotenpunkten leuchten helle Flecken. Das Bild ist eine Illustration.

Illustrationscredit und Bildrechte: Tom Abel und Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Spukt es im Universum? In der Karte der Dunklen Materie sieht es zumindest so aus. Die Gravitation der Dunklen Materie ist die Haupterklärung für die schnelle Rotation der Galaxien, für das schnelle Kreisen von Galaxien um Galaxienhaufen, für Gravitationslinsen, die das Licht stark ablenken, und dafür, dass die sichtbare Materie so verteilt ist, wie sie ist. Das gilt sowohl im lokalen Universum als auch für den kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Das hier gezeigte Bild stammt aus der Show „Dark Universe“ vom Hayden Planetarium (New York) im Amerikanischen Museum für Naturgeschichte. Dieses Highlight zeigt ein Beispiel, wie allgegenwärtig die Dunkle Materie unser Universum heimsuchen könnte. Das Standbild ist Teil einer detailreichen Computersimulation.

Komplexe Filamente von Dunkler Materie werden hier schwarz dargestellt. Sie sind wie ein Spinnennetz im Universum verteilt. Die relativ seltenen Klumpen von uns bekannter baryonischer Materie dagegen sind orange dargestellt. Diese Simulationen passen statistisch gut zu astronomischen Beobachtungen.

Was möglicherweise etwas erschreckender ist, ist die Tatsache, dass die Dunkle Materie – so seltsam sie auch sein mag in ihrer unbekannten Form – inzwischen nicht mehr als die seltsamste Gravitation im Universum gilt. Dieser Schrecken fällt mittlerweile der Dunklen Energie zu. Dabei handelt es sich um eine gleichmäßige Quelle abstoßender Gravitation, von der man annimmt, dass sie die Expansion des gesamten Universums dominiert.

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Pandoras Galaxienhaufen

Das Bild ist voller Galaxien, es zeigt den Galaxienhaufen im Sternbild Bildhauer. Mitten im Bild ist ein Stern, der die Beugungesspitzen zeigt, die für das Weltraumteleskop Webb typisch sind.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Ivo Labbe (Swinburne), Rachel Bezanson (Universität Pittsburgh); Bearbeitung: Alyssa Pagan (STScI)

Dieses tiefbelichtete Mosaikbild zeigt einen atemberaubenden Blick auf den Galaxienhaufen Abell 2744, aufgenommen von der NIRCam-Kamera des James Webb Space Telescope. Abell 2744 wird auch Pandoras Galaxienhaufen genannt und scheint das Ergebnis der Verschmelzung von drei verschiedenen massereichen Galaxienhaufen zu sein. Er ist etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre von und entfernt, und befindet sich im Sternbild Bildhauer (lat. Sculptor).

Der von Dunkler Materie dominierte Mega-Haufen verdrillt und verzerrt die Raumzeit und macht als Gravitationslinse weiter entfernte Objekte sichtbar. Viele dieser gelinsten Galaxien sind sehr weit entfernte Galaxien aus dem frühen Universum und daher noch röter als die Galaxien des Pandora-Haufens. Ihre verzerrten Bilder sind zu Bögen langgezogen und verzerrt.

Ausgepräge Beugungskreuze markieren Sterne der Milchstraße im Vordergrund. Angesichts der angenommenen Entfernung des Pandora-Haufens erstreckt sich diese kosmische Box über etwa 6 Millionen Lichtjahre. Aber keine Panik: Sie können die faszinierende Region in einer 2-minütigen Videotour erkunden.

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Euclid zeigt den Perseus-Galaxienhaufen

Das Bild zeigt viele Galaxien, einige davon sind in einem zentralen Balken zu sehen, der fast horizontal über das Bild verläuft.

Bildcredit und Lizenz: ESA, Euclid, Euclid-Konsortium, NASA; Bearbeitung: Jean-Charles Cuillandre (CEA Paris-Saclay) und Giovanni Anselmi; Text: Jean-Charles Cuillandre

Bühne frei für ein neues Weltraumteleskop: Euclid. Euclid ist mit zwei großen Weitwinkelkameras ausgestattet und beobachtet sowohl im sichtbaren Licht als auch im nahen Infrarot. Um die mehr als 1000 Galaxien des Perseushaufens in einer Entfernung von 250 Millionen Lichtjahren zu erfassen, musste Euclid mit seinem 1,20 Meter durchmessenden Hauptspiegel und seiner scharfen Optik fünf Stunden lang belichten. Mehr als 100.000 Galaxien sind im Hintergrund sichtbar, von denen einige bis zu 10 Milliarden Lichtjahre weit weg sind.

Das neuartige an Euclid ist die Kombination seines großen Gesichtsfelds von der doppelten Fläche des Vollmonds, seiner hohen Winkelauflösung (durch seine 620-Megapixel-Kamera) und der Nutzung des Infrarotbereichs, in dem sowohl Bilder als auch Spektren aufgenommen werden. Euclids erste Himmelsdurchmusterungen werden ein Drittel des Himmels abdecken und über 2 Milliarden Galaxien erfassen. Dadurch wird es möglich zu untersuchen, wie die Dunkle Materie und die Dunkle Energie das Aussehen unseres Universums geprägt haben.

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Der Galaxienhaufen Abell 370 und mehr

Das Bild ist voller Galaxien. Im Vordergrund befinden sich unverzerrte Galaxien, dazwischen sind schmale Bögen von weit dahinter liegenden, stark verzerrten Galaxien verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, Jennifer Lotz und das HFF-Team (STScI)

Dieser scharfe Schnappschuss des Weltraumteleskops Hubble zeigt den etwa 4 Milliarden Lichtjahre entfernten massereichen Galaxienhaufen Abell 370. Er wird scheinbar von zwei riesigen elliptischen Galaxien betont und ist von blassen Bögen durchzogen.

Die blasseren, überall verteilten bläulichen Bögen und der imposante Drachenbogen links unter der Mitte sind in Wirklichkeit Bilder von Galaxien, die weit hinter Abell 370 liegen. Ihr Licht, das sonst unentdeckt bleiben würde, legte die doppelte Entfernung zurück. Die gewaltige Gravitationsmasse des Haufens – überwiegend unsichtbare Dunkle Materie – vergrößert und verzerrt ihr Licht.

Der Effekt, der diesen spannenden Ausblick auf Galaxien im frühen Universum ermöglicht, ist als Gravitationslinseneffekt bekannt. Gravitationslinsen sind eine Folge der gekrümmten Raumzeit und wurden erstmals vor etwa 100 Jahren von Einstein vorhergesagt.

Abell 370 liegt weit hinter dem gezackten Vordergrundstern in der Milchstraße, der rechts unten im Sternbild Walfisch, dem Meeresungeheuer, leuchtet. Der Galaxienhaufen war der letzte von sechs, die beim Projekt Grenzgebiete abgebildet wurden.

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Webbs erstes Teleskopfeld

Das Bild ist von hellen leuchtenden Objekten übersät, von denen die meisten Galaxien sind. In der Mitte leuchtet ein Stern mit den für das JWST typischen Zacken.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, NIRCam

Dieses atemberaubende Bild wurde vor einem Jahr veröffentlicht. Damals begann das Weltraumteleskop James Webb mit seiner Erforschung des Kosmos. Diese Ansicht des frühen Universums im südlichen Sternbild Fliegender Fisch (Volans) wurde 12,5 Stunden mit Webbs Insrtrument NIRCam belichtet.

Die Einzelsterne mit sechs Spitzen liegen in unserer Milchstraße. Das Muster ihrer Beugungsspitzen ist typisch für die 18 sechseckige Spiegelsegmente von Webb, die wie ein einziger 6,5 Meter großer Primärspiegel zusammenwirken. Die mehrere Tausend Galaxien im Sichtfeld gehören zu dem Galaxienhaufen SMACS0723-73, der etwa 4,6 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.

Die leuchtenden Bögen, die das detailreiche Feld durchdringen, sind Galaxien, die sogar noch weiter entfernt sind. Ihre Bilder werden durch die Masse des Galaxienhaufens verzerrt und vergrößert. Diese Masse wird von Dunkler Materie bestimmt. Es ist der sogenannte Gravitationslinseneffekt.

Auch das Licht der beiden Einzelbögen unter dem hellen gezackten Stern wurde mit Webbs Instrument NIRISS untersucht. Das Ergebnis lässt vermuten, dass die beiden Bögen Bilder derselben Hintergrundgalaxie sind. Das Licht dieser Galaxie brauchte etwa 9,5 Milliarden Jahre, um zum Weltraumteleskop James Webb zu gelangen.

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Der Galaxienhaufen der Pandora

Die hellen Flecken im Bild wirken auf den ersten Blick wie ovale Sterne, doch es sind unzählige Galaxien. Einige davon sind größere elliptische Galaxien.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Ivo Labbe (Swinburne), Rachel Bezanson (Universität von Pittsburgh), Bearbeitung: Alyssa Pagan (STScI)

Dieses detailreiche Mosaikbild zeigt eine faszinierende Ansicht des Galaxienhaufens Abell 2744. Es wurde mit der NIRCam des Weltraumteleskops James Webb erstellt. Er wird auch Pandoras Haufen genannt. Abell 2744 ist etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernt und offenbar eine schwerfällige Verbindung dreier massereicher Galaxienhaufen. Ihr seht ihn im Sternbild Bildhauer.

Der Megahaufen wird von Dunkler Materie bestimmt. Er krümmt und verzerrt durch Gravitationslinsen das Gefüge der Raumzeit für die dahinter liegenden Objekte. Viele der verzerrten Quellen sind röter als die Pandora-Haufengalaxien. Es sind sehr weit entfernte Galaxien im frühen Universum, die zu Bögen gestreckt und verzerrt werden.

Die charakteristischen Beugungsspitzen markieren Sterne im Vordergrund, die sich in der Milchstraße befinden. Dieser kosmische Würfel ist in der geschätzten Entfernung des Pandora-Haufens ungefähr 6 Millionen Lichtjahre breit. Doch keine Sorge, ihr könnt diese faszinierende Region in einem 2-Minuten-Video erforschen.

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Rubins Galaxie

Die Galaxie in der Bildmitte ist schräg von oben zu sehen, sie ist von einigen Sternen umgeben, einige Spiralarme sind herausgezogen. Die Galaxie wirkt stark verzerrt.

Bildcredit: NASA, ESA, B. Holwerda (Universität von Louisville)

Die hellen, gezackten Sterne auf diesem Bild des Weltraumteleskops Hubble liegen im Vordergrund in unserer Milchstraße, und zwar im heroischen nördlichen Sternbild Perseus. Dahinter ist UGC 2885 scharf fokussiert, eine riesige, etwa 232 Millionen Lichtjahre entfernte Spiralgalaxie.

Ihr Durchmesser beträgt etwa 800.000 Lichtjahre, die Milchstraße misst im Vergleich dazu 100.000 Lichtjahre. Sie besitzt ungefähr eine Billion Sterne, das sind etwa 10-mal so viele Sterne wie in unserer Galaxis. UGC 2885 war Teil einer Untersuchung, die zeigen sollte, wie Galaxien zu einer so gewaltigen Größe anwachsen können.

Außerdem war UGC 2885 Gegenstand von „Eine interessante Reise“ und der Pionierstudie der Astronomin Vera Rubin zur Rotation von Spiralgalaxien. Ihre Arbeit war die erste, bei der die überwiegende Präsenz Dunkler Materie im Universum überzeugend belegt wurde.

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