Tiny Invisible Galaxy kann komplett aus dunkler Materie hergestellt werden

Astronomen haben eine kleine Galaxie entdeckt, die für Teleskope unsichtbar ist und vollständig aus dunkler Materie bestehen kann, die kein Licht reflektiert.

Die neu entdeckte Galaxie ist unglaublich weit entfernt und extrem klein. Es umkreist als Satellit einer größeren Galaxie. Obwohl Teleskope die Zwerggalaxie nicht entdecken können, haben Wissenschaftler ihre Anwesenheit durch die winzigen Verzerrungen entdeckt, die ihre Gravitation zu Licht bringt, das an ihr vorbeifliegt.

Wissenschaftler glauben, dass dunkle Materie, die aus einem exotischen Teilchen besteht, das kein Licht reflektiert, etwa 98 Prozent aller Materie im Universum ausmacht. Es wurde jedoch nie direkt entdeckt. Dunkle Objekte wie diese winzige, weit entfernte Galaxie zu entdecken könnte Forschern helfen, besser zu verstehen, was Dunkle Materie ist und wie sie die Materie beeinflusst.

Warped Licht

Die neue Zwerggalaxie ist etwa 7 Milliarden Lichtjahre entfernt, was bedeutet, dass ihr Licht 7 Milliarden Jahre benötigt hat, um uns hier auf der Erde zu erreichen. Es wiegt ungefähr 190 Millionen Mal die Masse der Sonne - eine scheinbar saftige Summe, obwohl typische Galaxien in der Masse von mehreren zehn Milliarden Sonnen stecken. [Bilder: Zurück zum Urknall und frühen Universum]

"Dies ist die niedrigste Massengalaxie, die wir in dieser Entfernung bei weitem gesehen haben", sagte Co-Autor Matthew Auger von der University of California in Santa Barbara.

Noch weiter entfernt, bei etwa 10 Milliarden Lichtjahren, befindet sich eine weitere Galaxie, deren Licht den dunklen Zwerg und seinen Wirt auf dem Weg zur Erde passiert. Wenn sich dieses Licht durch den Raum bewegt, wird es durch die Gravitation der dazwischen liegenden Galaxie und seines Satelliten gebogen und verursacht ein verzerrtes, gekrümmtes Bild, das Einstein-Ring genannt wird, nach dem berühmten Wissenschaftler, der solche Verzerrungseffekte in seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt hat . Dieser Vorgang wird als Gravitationslinseneffekt bezeichnet.

Obwohl der größte Teil dieses Verziehens durch den größeren Gravitationszug der Wirtsgalaxie verursacht wird, verwendeten die Forscher ein Computermodell, um einen leichten Überschuss an Verwerfungen zu erkennen, die durch die winzige Addition der Schwerkraft des Zwergsatelliten verursacht wurden.

"Es ist ein subtiler Effekt, den man mit dem Auge eher nicht sieht, als ein Modell von den Daten zu subtrahieren", sagte Auger gegenüber ProfoundSpace.org.

Den Astronomen halfen auch extrem hochauflösende Bilder des Keck-Observatoriums auf Hawaii, bei denen ein System namens adaptive Optik eingesetzt wurde, um atmosphärische Unschärfen auszugleichen.

"Die Bildqualität in den Daten, die wir hier verwendet haben, ist etwas besser als die Qualität, die man vom Hubble-Weltraumteleskop bekommen kann", sagte Auger.

Auger und seine Kollegen, angeführt von Simona Vegetti vom MIT, berichteten über ihre Entdeckung in der Ausgabe der Zeitschrift Nature vom 19. Januar.

Versteckte Sterne?

Weil es so weit und schwer zu sehen ist, können Astronomen nicht sicher sein, ob die neu entdeckte Galaxie wirklich fast ausschließlich aus dunkler Materie besteht oder ob sie nur Sterne enthält, die zu dunkel sind, um in dieser Entfernung sichtbar zu sein.

Es gibt einen Grund zu der Annahme, dass Galaxien mit sehr geringer Masse und Dunkler Materie unabhängig von jeglicher sichtbaren Materie existieren könnten, so die Forscher. Der kleine Klumpen dunkler Materie mag ursprünglich Gas enthalten haben, das Sterne bildete, als er neugeboren war, aber als diese Sterne in Supernovae starben und explodierten, konnten sie das restliche Gas in den Weltraum hinausgesprengt haben und die dunkle Materie ohne Material zurücklassen neue Sterne bilden.

Allerdings sind theoretische Modelle zu diesem Thema nicht klar und die Astronomen würden gerne mehr darüber wissen, wann sich Galaxien mit leichter Materie bilden und wann Dunkle Materie-Klumpen sternenlos bleiben.

Zwerggalaxien sind keine Seltenheit im Kosmos; sogar unsere Milchstraße hat sie. Tatsächlich ist die neu entdeckte Galaxie ungefähr so ​​groß wie der Sagittarius-Satellit unserer eigenen Galaxie.

"Zum ersten Mal bekommen wir Informationen über etwas mit einer Masse, die vergleichbar ist mit einigen der kleineren Milchstraßen-Satelliten (wie die Fornax- und Sagittarius-Zwerge), aber außerhalb des lokalen Universums", sagt Co-Autor David Lagattuta von der Universität aus Kalifornien, Davis, sagte Profoundspace.org in einer E-Mail. "Hinzu kommt die Tatsache, dass es ungefähr 6 oder 7 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Es ist wirklich wahr, dass wir noch nie zuvor so etwas gesehen haben!"

Die Satelliten der Milchstraße sind auch wenig verstanden - sie sind schwer zu beobachten, und die Theorie sagt viel mehr von ihnen voraus, als entdeckt worden sind. Wissenschaftler hoffen, dass das Auffinden weiterer Zwerggalaxien um entfernte Wirte dazu beitragen könnte, das Problem zu klären.

"Vegetti und Kollegen zeigen überzeugend, dass Gravitationslinsen es ermöglichen, massearme Satellitenlabors zu entdecken, unabhängig davon, wie hell die Satelliten sind", sagte der Wissenschaftler Robert W. Schmidt von der Universität Heidelberg, der nicht an der Forschung beteiligt war. schrieb in einem begleitenden Aufsatz in derselben Ausgabe der Natur. "Damit bieten sie die Möglichkeit, Messungen der Massenfunktion weit entfernter Satelliten zu verfeinern."