Die meisten Galaxien im nahen Universum sind recht leuchtstark, einige jedoch so lichtschwach, dass sie fast unsichtbar sind. Astronomen haben mithilfe des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble und anderer Observatorien eine Galaxie entdeckt, die fast vollständig aus Dunkler Materie zu bestehen scheint und nur wenige Sterne enthält. Diese Galaxie, bekannt als Candidate Dark Galaxy‑2 (CDG‑2), scheint lediglich vier Kugelsternhaufen zu beherbergen (verglichen mit den über 150 in der Milchstraße) und leuchtet mit der Leuchtstärke von nur etwa einer Million Sonnen.
Die Galaxie CDG‑2 mit geringer Oberflächenhelligkeit, die auf diesem Bild des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA zu sehen ist, wird von dunkler Materie dominiert und enthält nur wenige verstreute Sterne. – Credit: NASA, ESA, D. Li (Utoronto), Image Processing: J. DePasquale (STScI)
In der unermesslichen Weite des Universums leuchten die meisten Galaxien hell durch Raum und Zeit. Doch eine seltene Klasse von Galaxien bleibt nahezu unsichtbar – Galaxien mit geringer Flächenhelligkeit, die von Dunkler Materie dominiert werden und nur wenige schwache Sterne enthalten.
Ein solches schwer fassbares Objekt, CDG‑2 genannt, könnte zu den Galaxien mit dem höchsten Anteil an Dunkler Materie gehören, die jemals entdeckt wurden. Dunkle Materie ist eine unsichtbare Form von Materie, die kein Licht reflektiert, aussendet oder absorbiert. Die wissenschaftliche Arbeit, die diese Entdeckung detailliert beschreibt, wurde in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
Die Entdeckung solch lichtschwacher Galaxien ist außerordentlich schwierig. Mithilfe fortschrittlicher statistischer Verfahren identifizierten David Li von der Universität Toronto, Kanada, und sein Team zehn bereits bestätigte Galaxien mit geringer Flächenhelligkeit sowie zwei weitere Kandidaten für dunkle Galaxien. Sie suchten nach dichten Ansammlungen von Kugelsternhaufen – kompakten, kugelförmigen Sterngruppen, die typischerweise normale Galaxien umkreisen. Diese Haufen können auf die Existenz einer lichtschwachen, verborgenen Sternpopulation hinweisen.
Um einen der Kandidaten für eine dunkle Galaxie zu bestätigen, nutzten Astronomen drei Observatorien: das Hubble-Weltraumteleskop, das ESA-Weltraumteleskop Euclid und das bodengestützte Subaru-Teleskop auf Hawaii. Die hochauflösenden Bilder des Hubble-Teleskops zeigten eine enge Ansammlung von vier Kugelsternhaufen im Perseus-Galaxienhaufen, 300 Millionen Lichtjahre entfernt. Folgeuntersuchungen mit Daten von Hubble, Euclid und Subaru zeigten dann ein schwaches, diffuses Leuchten, das die Sternhaufen umgibt – ein starker Hinweis auf eine darunter liegende Galaxie.
„Dies ist die erste Galaxie, die ausschließlich anhand ihrer Kugelsternhaufenpopulation entdeckt wurde“, sagte Li. „Unter konservativen Annahmen repräsentieren die vier Haufen die gesamte Kugelsternhaufenpopulation von CDG‑2.“
Vorläufige Analysen deuten darauf hin, dass CDG‑2 die Leuchtkraft von etwa einer Million sonnenähnlicher Sterne besitzt, wobei die Kugelsternhaufen 16 % ihres sichtbaren Anteils ausmachen. Bemerkenswerterweise scheinen 99 % ihrer Masse, die sowohl sichtbare Materie als auch Dunkle Materie umfasst, aus Dunkler Materie zu bestehen. Ein Großteil ihrer normalen Materie, die für die Sternentstehung notwendig ist (hauptsächlich Wasserstoffgas), wurde wahrscheinlich durch Gravitationswechselwirkungen mit anderen Galaxien innerhalb des Perseus-Clusters abgetragen.
„Die Euclid-Daten bestätigen eindeutig die Existenz des extrem schwachen, diffusen Lichts von CDG‑2 und enthüllen erstmals die Galaxie hinter den Kugelsternhaufen“, sagt Francine Marleau vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck in Österreich. „Die Euclid-Bilder des Perseus-Clusters demonstrieren die einzigartige Fähigkeit der Mission, neue Galaxien mit geringer Flächenhelligkeit, darunter extrem schwache, zu entdecken und gleichzeitig ihre Kugelsternhaufen, Kernsternhaufen, inneren Strukturen und ihre Umgebung sichtbar zu machen.“
Kugelsternhaufen besitzen eine immense Sterndichte und sind gravitativ stark gebunden. Dadurch sind sie widerstandsfähiger gegen gravitative Gezeitenkräfte und eignen sich daher als zuverlässige Indikatoren für solche geisterhaften Galaxien.
Hintergrundinformationen
Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der ESA und der NASA.
Andreas Schnabel war bis zum Ende der Astronomie-Zeitschrift "Abenteuer Astronomie" im Jahr 2018 als Kolumnist tätig und schrieb dort über die aktuell sichtbaren Kometen. Er ist Mitglied der "Vereinigung für Sternfreunde e.V.". Neben Astronomie, betreibt der Autor des Blogs auch Fotografie und zeigt diese Bilder u.a. auf Flickr.
Andreas Schnabel, Jahrgang 1980, ist bereits seit vielen Jahren Hobbyastronom. Seit August 2008 schreibt er regelmäßig in seinem Blog über Astronomie und andere Themenbereiche. Hinterlasse einen Kommentar, wenn Dir die Artikel gefallen.
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