Bildnachweis: Hubble
Das Hubble-Weltraumteleskop hat ein natürliches, 2 Millionen Lichtjahre breites „Zoomobjektiv“ verwendet, um weiter in den Weltraum zu schauen, als es normalerweise möglich wäre. Durch einen direkten Blick durch das Zentrum eines der massereichsten bekannten galaktischen Cluster konnte eine Technik namens Gravitationslinse genutzt werden, um Objekte jenseits des Clusters zu sehen. Eine detaillierte Analyse des Bildes kann helfen, das Geheimnis der dunklen Materie zu beleuchten.
Die Advanced Camera for Surveys an Bord des Hubble-Weltraumteleskops der NASA hat ein natürliches „Zoomobjektiv“ im Weltraum verwendet, um die Sicht auf das ferne Universum zu verbessern. Die Ergebnisse bieten nicht nur eine beispiellose und dramatische neue Sicht auf den Kosmos, sondern versprechen auch ein Licht auf die Galaxienentwicklung und die Dunkle Materie im Weltraum.
Hubble spähte direkt durch das Zentrum eines der massereichsten bekannten Galaxienhaufen, Abell 1689. Dies erforderte, dass Hubble den entfernten Haufen, der sich 2,2 Milliarden Lichtjahre entfernt befindet, über 13 Stunden lang ansah. Die Schwerkraft der Billionen Sterne des Clusters? plus dunkle Materie? fungiert als 2 Millionen Lichtjahre breite „Linse“ im Weltraum. Diese „Gravitationslinse“ biegt und vergrößert das Licht weit dahinter liegender Galaxien.
Die IMAX-Schärfe in Filmqualität der Advanced Camera in Kombination mit dem riesigen Objektiv enthüllt entfernte Galaxien, die zuvor selbst Hubbles Reichweite entzogen waren. Einige sind möglicherweise doppelt so schwach wie die im Hubble Deep Field fotografierten, die das Teleskop zuvor an seine Empfindlichkeitsgrenzen gebracht haben. Obwohl viel mehr Analysen erforderlich sind, spekulieren Hubble-Astronomen, dass einige der schwächsten Objekte auf dem Bild wahrscheinlich mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt sind (Rotverschiebungswert 6).
In dem Bild werden Hunderte von Galaxien, die viele Milliarden Lichtjahre entfernt sind, durch die Gravitationsbiegung des Lichts in ein Spinnennetz verschmiert, das blaue und rote Lichtbögen verfolgt. Obwohl Gravitationslinsen zuvor mit Hubble- und Bodenteleskopen untersucht wurden, wurde dieses Phänomen noch nie so detailliert beobachtet. Das ACS-Bild zeigt zehnmal mehr Bögen als ein bodengestütztes Teleskop. Das ACS ist fünfmal empfindlicher und liefert Bilder, die doppelt so scharf sind wie die vorherigen Hubble-Kameras von Arbeitspferden. So kann es die schwächsten Bögen klarer erkennen. Das Bild zeigt ein riesiges Puzzle, mit dem Hubble-Astronomen monatelang entwirren können. Mit dem Vordergrundcluster sind Tausende von Galaxien durchsetzt, bei denen es sich um Linsenbilder der Galaxien im Hintergrunduniversum handelt.
Eine detaillierte Analyse der Bilder verspricht, das Geheimnis der dunklen Materie zu beleuchten. Dunkle Materie ist eine unsichtbare Form von Materie. Es ist die Quelle des größten Teils der Schwerkraft im Universum, weil es viel häufiger vorkommt als die „normale Materie“, aus der Planeten, Sterne und Galaxien bestehen. Die Linse ermöglicht es Astronomen, die Verteilung der Dunklen Materie in Galaxienhaufen abzubilden. Dies sollte neue Hinweise auf die Natur der Dunklen Materie geben. Durch die Untersuchung der entfernten Galaxien mit Linsen erwarten Astronomen, die Geschichte der Sternentstehung im Universum in den letzten 13 Milliarden Jahren besser verfolgen zu können.
Das Bild ist eine exquisite Demonstration von Albert Einsteins Vorhersage, dass die Schwerkraft den Raum verzerrt und daher einen Lichtstrahl wie einen welligen Duschvorhang verzerrt. Obwohl Einstein erkannte, dass dieser Effekt im Weltraum auftreten würde, dachte er, dass er von der Erde aus niemals beobachtet werden könnte. Obwohl einzelne Sterne das Hintergrundlicht der Linse betrachten, war die Ablenkung zu gering, um jemals von der Erde aus gesehen zu werden. Als die Relativitätsgesetze im frühen 20. Jahrhundert formuliert wurden, wussten die Wissenschaftler nicht, dass Sterne in Galaxien jenseits unserer eigenen Milchstraße organisiert waren. Große Galaxienhaufen sind massiv genug, um den Weltraum zu verzerren und das Licht auf eine Weise abzulenken, die von der Erde aus erkennbar ist. Der Abell-Cluster ist das ideale Ziel, weil er so massiv ist. Je massereicher ein Cluster ist, desto größer sind die Auswirkungen der Gravitationslinse.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
