Etwas zu verstehen, das wir nicht sehen können, war ein Problem, das Astronomen in der Vergangenheit überwunden haben. Mit der Methode der starken Gravitationslinse, bei der ein massereicher Galaxienhaufen als kosmische Vergrößerungslinse fungiert, konnte ein internationales Team von Astronomen erstmals schwer fassbare Dunkle Energie untersuchen. Das Team berichtet, dass ihre Ergebnisse in Kombination mit vorhandenen Techniken die aktuellen Messungen der Masse und des Energiegehalts des Universums erheblich verbessern.
Mit Daten des Hubble-Weltraumteleskops sowie bodengestützten Teleskopen analysierte das Team Bilder von 34 extrem weit entfernten Galaxien hinter Abell 1689, einem der größten und massereichsten bekannten Galaxienhaufen im Universum.
Durch die Gravitationslinse von Abell 1689 konnten die Astronomen, angeführt von Eric Jullo von JPL und Priyamvada Natarajan von der Yale University, die schwachen, entfernten Hintergrundgalaxien erkennen, deren Licht durch die massive Anziehungskraft des Clusters gebogen und projiziert wurde Ähnlich wie die Linse einer Vergrößerungslinse das Bild eines Objekts verzerrt.
Mit dieser Methode konnten sie den Gesamtfehler in ihrem Zustandsgleichungsparameter in Kombination mit anderen Methoden um 30 Prozent reduzieren.
Die Art und Weise, wie die Bilder verzerrt wurden, gab den Astronomen Hinweise auf die Geometrie des Raums, der zwischen der Erde, dem Cluster und den entfernten Galaxien liegt. "Der Inhalt, die Geometrie und das Schicksal des Universums sind miteinander verbunden. Wenn Sie also zwei dieser Dinge einschränken können, lernen Sie etwas über das dritte", sagte Natarajan.
Das Team konnte den Bereich der aktuellen Schätzungen über die Auswirkungen der Dunklen Energie auf das Universum, angegeben durch den Wert w, um 30 Prozent eingrenzen. Das Team kombinierte seine neue Technik mit anderen Methoden, einschließlich der Verwendung von Supernovae, Röntgengalaxienclustern und Daten des Raumfahrzeugs Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), um den Wert für w zu beschränken.
"Dunkle Energie ist durch die Beziehung zwischen ihrem Druck und ihrer Dichte gekennzeichnet: Dies ist als Zustandsgleichung bekannt", sagte Jullo. „Unser Ziel war es, diese Beziehung zu quantifizieren. Es lehrt uns über die Eigenschaften der Dunklen Energie und wie sie die Entwicklung des Universums beeinflusst hat. “
Dunkle Energie macht ungefähr 72 Prozent der gesamten Masse und Energie im Universum aus und wird letztendlich sein Schicksal bestimmen. Die neuen Ergebnisse bestätigen frühere Erkenntnisse, dass die Natur der Dunklen Energie wahrscheinlich einem flachen Universum entspricht. In diesem Szenario wird sich die Expansion des Universums weiter beschleunigen und das Universum wird sich für immer ausdehnen.
Die Astronomen sagen, dass die wahre Stärke dieses neuen Ergebnisses darin besteht, dass es eine völlig neue Methode entwickelt, um Informationen über die schwer fassbare dunkle Energie zu extrahieren, und dass es für zukünftige Anwendungen vielversprechend ist.
Laut den Wissenschaftlern erforderte ihre Methode mehrere sorgfältige Entwicklungsschritte. Sie verbrachten mehrere Jahre damit, spezielle mathematische Modelle und präzise Karten der Materie zu entwickeln - sowohl dunkle als auch „normale“ -, die zusammen den Abell 1689-Cluster bilden.
Die Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe vom 20. August der Zeitschrift Science.
Quellen: Yale University, Science Express. ESA Hubble.
