Eine Galaxie mal fünf: Astronomen entdecken einmaliges Einstein-Kreuz

Ein internationales Forschungsteam hat ein bislang einzigartiges kosmisches Phänomen beobachtet: ein sogenanntes Einstein-Kreuz mit einem zusätzlichen Bild im Zentrum. Die Erklärung dessen dauerte ein wenig.

Gravitations-Linsen in Aktion

Normalerweise entstehen solche Einstein-Kreuz-Konfigurationen, wenn das Licht einer fernen Galaxie durch die Schwerkraft mehrerer Vordergrundgalaxien abgelenkt und dadurch vierfach sichtbar wird. Doch in diesem Fall erschien ein fünftes Bild - ein Hinweis auf eine bislang verborgene Struktur aus Dunkler Materie.

Entdeckt wurde die Besonderheit vom französischen Astronomen Pierre Cox, Forschungsdirektor am CNRS. In Daten des Radioteleskop-Netzwerks NOEMA in den Alpen fiel ihm eine ungewöhnliche Linsenstruktur auf. "Es sah aus wie ein Kreuz, und dann war da noch dieses Bild im Zentrum - so etwas hatte ich noch nie gesehen", berichtet Cox. Zunächst vermutete das Team einen Messfehler. Doch weitere Beobachtungen mit NOEMA und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile bestätigten den Befund: Die ferne, staubige Galaxie HerS-3 erschien in fünffacher Ausführung. Eine Galaxie ist fünffach sichtbar Erst durch komplexe Modellrechnungen der Rutgers-Astrophysiker Charles Keeton und Doktorandin Lana Eid ließ sich das Rätsel lösen. Die vier sichtbaren Vordergrundgalaxien konnten die Form des Linsenbildes nicht vollständig erklären. "Nur mit der Annahme eines massereichen, unsichtbaren Halos aus Dunkler Materie passte das Modell zu den Beobachtungen", so Keeton.

Dunkle Materie wirkt

Dunkle Materie macht Schätzungen zufolge rund 85 Prozent der Materie im Universum aus, lässt sich aber nicht direkt nachweisen. Ihre Existenz wird nur durch ihre gravitativen Effekte sichtbar. Das nun untersuchte System bietet Forschenden eine seltene Möglichkeit, diese "unsichtbare Architektur" des Kosmos detaillierter zu studieren. Gleichzeitig erlaubt die Gravitationslinse eine starke Vergrößerung der Hintergrundgalaxie, sodass deren innere Strukturen erforscht werden können.

Die Ergebnisse wurden im Fachjournal The Astrophysical Journal veröffentlicht. Das Team hofft, in künftigen Beobachtungen weitere Details wie ausströmendes Gas nachweisen zu können. "Sollte sich unsere Vorhersage bestätigen, wäre das eine starke Bestätigung unserer Modelle. Wenn nicht, lernen wir trotzdem Neues", sagt Keeton.


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