Mittwoch, Oktober 27, 2021
StartTECHNOLOGIEWissenschaftler entdecken versehentlich eine Galaxie, nachdem sie die seltsame Reflexion untersucht haben

Wissenschaftler entdecken versehentlich eine Galaxie, nachdem sie die seltsame Reflexion untersucht haben

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Ein seltsames Doppelobjekt, das ein exaktes Spiegelbild derselben Galaxie und ihres seltsamen Begleiters zu sein schien, was Wissenschaftler jahrelang verblüffte, hat zur Entdeckung einer völlig neuen Galaxie geführt.

Die drei Objekte sind eigentlich verzerrte Bilder derselben weit entfernten Galaxie, die sich 11 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Die kosmische optische Täuschung ermöglichte nicht nur die Entdeckung einer neuen fernen Galaxie, sondern lieferte Wissenschaftlern auch ein seltenes Beispiel für eine Ausrichtung einer Galaxie mit der Erde, die so präzise ist, dass drei perfekte Kopien desselben entfernten Objekts entstehen.

Die reflektierten Bilder wurden nach ihrem Entdecker Timothy Hamilton, einem Astronomen an der Shawnee State University in Portsmouth, Ohio, Hamiltons Objekt genannt.

Bei der Analyse der Kerne aktiver Galaxien, die als Quasare bekannt sind, stieß das Hubble-Weltraumteleskop Hamilton der NASA auf zwei helle Bilder, die einander exakt widerspiegelten.

Das seltsame Doppelobjekt schien zwei identische galaktische Ausbuchtungen zu sein, der dicke Sternhaufen, der in Richtung des Zentrums einiger Galaxien existiert. Die Ausbuchtungen wurden von drei parallelen Split Streaks begleitet.

Zusätzlich zu dieser seltsamen Reflexion befand sich in kosmischer Hinsicht ein drittes seltsames Bild in der Nähe. Die galaktische Wölbungsreflexion und ihr seltsamer Begleiter verblüfften die Forscher jahrelang, da viele Theorien vorgeschlagen wurden, die Anordnung jedoch nicht erklären konnten.

„Wir waren wirklich ratlos“, sagte Hamilton in einer Pressemitteilung von Hubble. „Mein erster Gedanke war, dass sie vielleicht mit Galaxien mit ausgestreckten Armen interagieren. Es passte nicht wirklich gut, aber ich wusste nicht, was ich sonst denken sollte.“

Das Team ist dem Effekt, der Hamiltons Objekt verursacht, auf den Grund gegangen, indem es Experten hinzugezogen hat, die sich auf Gravitationslinsen spezialisiert haben.

Der Gravitationslinseneffekt ist der Effekt von Objekten mit großer Masse im Universum, die das Raumgefüge selbst verzerren, was erstmals in Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt wurde.

Eine Folge der Krümmung des Raumes ist, dass die gerade Linie, auf der es sich bewegt, gekrümmt ist, wenn Licht durch ihn hindurchtritt. Der Effekt erzeugt nicht nur atemberaubende kosmische optische Täuschungen, sondern kann auch verwendet werden, um Objekte zu untersuchen, die zu weit entfernt sind, um visualisiert zu werden, selbst mit den leistungsstärksten Teleskopen wie Hubble.

„Denken Sie an die geriffelte Oberfläche eines Schwimmbeckens an einem sonnigen Tag, die helle Lichtmuster auf dem Boden des Beckens zeigt“, erklärte Richard Griffiths, Forscher der University of Hawaii, der die Untersuchung leitete. „Diese hellen Muster auf der Unterseite werden durch einen ähnlichen Effekt wie der Gravitationslinseneffekt verursacht.

„Die Wellen auf der Oberfläche wirken als Teillinsen und bündeln das Sonnenlicht in helle, verschnörkelte Muster auf der Unterseite.“

Griffiths und das Team entdeckten, dass dieser Welleneffekt die ferne Galaxie fast wie ein Funhouse-Spiegel verzerrt, wodurch Hamiltons Objekt entsteht. Der Effekt wird durch dichte Mengen dunkler Materie verursacht, der mysteriösen Substanz, die den Gravitationseffekt erzeugt, der das Auseinanderfliegen von Galaxien verhindert.

Diese dunkle Materie gehört zu einem Galaxienhaufen, der 7 Milliarden Lichtjahre entfernt zwischen der Erde und der neu entdeckten Galaxie liegt, ihr Licht verzerrt und es an drei verschiedenen Orten am Nachthimmel erscheinen lässt.

Trotz dieser Erkenntnis musste das Team noch beurteilen, ob alle drei reflektierten Bilder den gleichen Abstand hatten. Um dieses Problem zu lösen, haben sie die Gravitationslinsenexpertin Jenny Wagner der Universität Heidelberg und den Wissenschaftler Nicolas Tessore von der Universität Manchester hinzugezogen.

Das Duo lieferte eine Software, die ungewöhnliche Linseneffekte wie jene, die Hamiltons Objekt verursachen, interpretieren konnte. Die Software enthüllte, dass das Bild entstanden ist, weil die dunkle Materie um den Galaxienhaufen so glatt verteilt ist.

So sind die Ergebnisse, veröffentlicht in einem Papier in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society, könnte Astronomen auch eine Methode bieten, die Geheimnisse der Dunklen Materie zu lüften.

„Wir wissen, dass es sich um eine Form von Materie handelt, aber wir haben keine Ahnung, was das konstituierende Teilchen ist. Daher wissen wir überhaupt nicht, wie es sich verhält. Wir wissen nur, dass es Masse hat und der Schwerkraft unterliegt“, schließt Griffiths. „Die Bedeutung der Größengrenzen für die Verklumpung oder Glätte besteht darin, dass sie uns einige Hinweise darauf geben, was das Partikel sein könnte.

„Je kleiner die Klumpen der Dunklen Materie sind, desto massereicher müssen die Teilchen sein.“

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