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Auf der Jagd nach dem Unsichtbaren mit Einsteins Linsen

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Ein Team der Ohio State University unter der Führung von Andrew Gould ist mit der Suche nach dem Unsichtbaren beschäftigt - Schwarzen Löchern und Dunkler Materie - indem beobachtet wird, wie diese das Licht von im Hintergrund liegenden Objekten beeinflussen.

Dieser Gravitationslinseneffekt wurde bereits durch Albert Einstein vorausgesagt und wurde mehrmals auch von bodenbasierten Teleskopen beobachtet. Aber NASA’s SIM PlanetQuest Weltraumteleskop ermöglicht dabei neue Wege zu gehen.

Sie hoffen so die ersten sichtbaren Beweise für die Dunkle Materie zu bekommen, dem mysteriösen Stoff aus dem 90 % einer Galaxie besteht. Des weiteren wollen die Forscher herausfinden, wie viele Sterne einer Galaxie gewöhnlich sind und wie viele ehr exotische Objekte sind, da man mit gewöhnlichen Teleskopen darüber keine eindeutige Aussage treffen kann.

„Wir sind in der Lage Objekte anhand ihrer Masse statt ihrer Leuchtkraft zu messen und können so eine Zählung aller Objekte durchführen unabhängig davon ob sie scheinen oder nicht“ sagt Gould. „Die Objekte die dunkel sind – und solche wie Schwarze Löcher, Neutronensternen, Weiße Zwerge und Braune Zwerge – das ist eine sehr interessante Wissenschaft da niemand weiß wie viele dieser Objekte eigentlich da draußen sind.“

Die Analyse, die das Team durchführen will, setzt dabei auf ein Phänomen, das als „Einstein Ring“ bekannt ist. Dabei macht man sich zu nutze das Massen den Raum krümmen und dieser Krümmung auch Lichtstrahlen unterliegen und so ein massereiches Objekt, wie z.B. ein Schwarzes Loch, das Licht von im Hintergrund liegenden Objekten beeinflussen würde. Dies ist deshalb erwünschenswert, da so Objekte vergrößert sichtbar werden, die eigentlich verdeckt oder zu weit entfernt liegen.

Dabei haben bodenbasierte Teleskope aufgrund der Streuung der Atmosphäre Schwierigkeiten die Masse des Objektes richtig einzuschätzen, weshalb nur weltraumbasierte Teleskope einen klaren Blick auf die Linsen haben.

Zwar ist man auch so nicht in der Lage einen Einstein Ring oder zwei sich überlappende Bilder einer Mikrolinse (microlens) aufzuschlüsseln, aber man kann so genau festlegen, wann das Licht des einen Objektes das andere leicht verschmiert und erhält so einen Schwerpunkt. Und das Messen des winzigen Schwerpunktes wird den Wissenschaftlern helfen die Größe des Einstein Ringes zu bestimmen und darüber hinaus auch eine Ableitung der Masse des Objektes ermöglichen.

Das Aufspüren der Dunklen Materie im galaktischen Halo wird dabei sehr viel Geduld benötigen, da es nur wenige helle Hintergrundsterne gibt, die verdunkelt werden, wenn man von der galaktischen Ebene wegguckt.

Quelle: NASA (Planet Quest)

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