New York – Ein neues, hochauflösendes Kartenwerk fernen Galaxien könnte Wissenschaftlern helfen, das Rätsel der dunklen Materie besser zu verstehen. Die unsichtbare Substanz macht rund ein Viertel unseres Universums aus, doch sie lässt sich nicht direkt beobachten, weil sie kein Licht aussendet oder absorbiert. Forschende nutzen nun die enormen Datenmengen des James Webb Space Telescope (JWST), um die rätselhafte Materie indirekt sichtbar zu machen – und liefern einzigartige Einblicke in die Struktur des Kosmos.
Was ist dunkle Materie?
Dunkle Materie ist eine unsichtbare Form von Materie, die weder Licht noch andere elektromagnetische Strahlung abgibt. Trotzdem wirkt sie durch ihre Schwerkraft stark auf die sichtbare Materie – etwa indem sie das Licht entfernter Galaxien durch Gravitation krümmt. Diese sogenannte Gravitationslinse hilft Astrophysikern, dunkle Materie zu „sehen“, indem sie misst, wie der Raum um Galaxiengruppen verzerrt wird.
Die gesamte „normale“ Materie – also Sterne, Planeten, Menschen – macht nur etwa 5 % der Gesamtmasse im Universum aus. Dunkle Energie, eine andere mysteriöse Kraft, macht den Rest aus. Dunkle Materie selbst macht mehr als ein Viertel der kosmischen Masse aus und hält Galaxien und Galaxienhaufen zusammen.
Die neue Karte: Höhere Auflösung als je zuvor
Die neue Karte, die mit Daten des James Webb Space Telescope erstellt wurde, bietet die derzeit höchste Auflösung über einen großen Teil des Himmels. Sie übertrifft frühere Karten, die mit dem Hubble Space Telescope erstellt wurden, deutlich. Die Forscher konnten damit hunderttausende Galaxien über einen Zeitraum von 10 Milliarden Jahren erfassen – ein gewaltiger Zeitsprung in der kosmischen Geschichtsschreibung.
Diese Karte wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht und zeigt nun nicht nur Galaxien selbst, sondern auch die Strukturen der dunklen Materie, die diese miteinander verbindet. Diese unsichtbaren Fäden bilden ein kosmisches „Skelett“, das galaktische Haufen in einem gigantischen Netzwerk verknüpft.
„Jetzt können wir alles klarer sehen“, sagte Diana Scognamiglio vom NASA Jet Propulsion Laboratory. Die Details helfen den Forschenden zu verstehen, wie dunkle Materie über Milliarden von Jahren zusammengeklumpt ist.
Wie dunkle Materie sichtbar gemacht wird
Da dunkle Materie nicht direkt mit den Instrumenten erfasst werden kann, beobachten Wissenschaftler stattdessen statistische Muster und Gravitationswirkungen. Licht von Galaxien am Rande des Universums wird durch die Schwerkraft der unsichtbaren Masse verzerrt – ein Effekt, der als Gravitationslinseneffekt bekannt ist.
Indem Forscher die Verzerrung analysieren, können sie Rückschlüsse auf die Verteilung dunkler Materie ziehen. Die neue Karte nutzt diese Methode über viele Milliarden Lichtjahre hinweg und zeigt, wie das kosmische Netz aus dunkler Materie den sichtbaren Raum formt.
Warum diese Entdeckung wichtig ist
Die Erkenntnisse aus der neuen Karte helfen nicht nur, dunkle Materie genauer zu lokalisieren, sondern auch, wie sie sich im Laufe der Zeit entwickelt hat. Ohne dunkle Materie wäre die großräumige Struktur des Universums – Sterne, Galaxienhaufen und Superhaufen – in seiner heutigen Form kaum denkbar.
„Unser Zuhause ist das Universum, und wir wollen verstehen, was seine Natur ist“, sagte Rutuparna Das vom Harvard‑Smithsonian Center for Astrophysics. Dunkle Materie spielt eine zentrale Rolle bei der Frage, wie das Universum entstanden ist und sich weiterentwickelt hat.
Dunkle Materie beeinflusst unser Leben leise – aber dauerhaft
Auch wenn dunkle Materie keinen Einfluss auf tägliche Aktivitäten wie Frühstück oder Schlaf hat, durchdringt sie ständig unseren Körper und prägt doch das ganze Universum. Wir sind von diesem kosmischen Netz umgeben, doch erst jetzt ermöglichen moderne Teleskope wie der James Webb einen detaillierten Blick darauf.
Ausblick: Was Wissenschaftler als Nächstes erwarten
Mit dieser neuen Karte haben Forschende eine Fundamentalkarte des Universums geschaffen, die als Basis für kommende Studien dient. Künftige Forschungen könnten klären, wie dunkle Materie mit dunkler Energie interagiert und welche Rolle sie beim Wachstum von Galaxien spielt.
Dieser Schritt bringt die Wissenschaft dem Ziel näher, das Universum in seiner Gesamtheit zu verstehen – von den kleinsten Teilchen bis zu den größten Strukturen, die jemals beobachtet wurden.