Dark Energy Survey beobachtet weitere kosmische Nachbarn

Wissenschaftler des Dark Energy Survey haben mit einem der weltweit leistungsfähigsten Digitalkameras in der Nähe unserer Milchstraße acht weitere schwache Himmelsobjekte entdeckt. Sehr wahrscheinlich handelt es sich dabei ebenso wie bei den von den Wissenschaftlern bereits vor kurzem entdeckten Objekten um Zwergsatellitengalaxien, den kleinsten und nächstgelegenen bekannten Formen von Galaxien. Am Dark Energy Survey sind auch Wissenschaftler des Exzelllenzclusters Universe beteiligt.  

Satellitengalaxien sind kleine Himmelsobjekte, die größere Galaxien wie unsere Milchstraße umkreisen. Es sind Zwerggalaxien mit weniger als 1.000 Sternen bekannt, wohingegen eine Galaxie von durchschnittlicher Größe Milliarden von Sternen enthält. Wissenschaftler gehen davon aus, dass größere Galaxien aus kleineren Galaxien hervorgegangen sind, von denen angenommen wird, dass sie besonders reich an Dunkler Materie sind, eine Substanz, die etwa 25 Prozent des gesamten Materie- und Energieinhalts im Universum ausmacht. Zwergsatellitengalaxien gelten daher als Schlüssel zum Verständnis der Dunklen Materie und des Prozesses, durch den  sich größere Galaxien bilden.

Das wichtigste Ziel des Dark Energy Survey (DES) ist es, die Natur der Dunklen Energie besser zu verstehen, die bis zu 70 Prozent des Energieinhalts unseres Universums ausmacht. Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein Verständnis der Dunklen Energie entscheidend für das Verständnis ist, warum sich das Universum immer schneller ausdehnt. Im Rahmen ihrer Mission nimmt die Dark Energy Camera Schnappschüsse von Hunderten von Millionen ferner Galaxien auf. Auf einigen der DES-Aufnahmen sind auch Sterne von Zwerggalaxien zu sehen, die sehr viel näher an der Milchstraße befinden. Die gleichen Daten können daher sowohl zur Erforschung der Dunklen Energie verwendet werden, von der die Wissenschaftler annehmen, dass sie die Galaxien auseinander treibt, als auch für die Dunkle Materie, von der sie davon ausgehen, dass sie für einen Zusammenhalt der Galaxien sorgt.  

Wissenschaftler können schwach leuchtende Zwerggalaxien nur beobachten, wenn sie nicht weit entfernt sind; daher konnten bisher nur wenige gefunden werden. Wenn diese neuen Entdeckungen repräsentativ für das Universum sind, könnten noch sehr viel mehr Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft verborgen sein.

In diesem Jahr wurden mehr als 20 solcher Zwerggalaxie-Kandidaten gesichtet, 17 von ihnen mit der Dark Energy Kamera. Damit hat sich die Anzahl der bekannten Objekte in einem Jahr fast verdoppelt. Bis zum Jahr 2015 hatten Wissenschaftler nur etwa zwei Dutzend solcher Galaxien in der Umgebung der Milchstraße beobachtet.

Das nächstgelegene der neu entdeckten Objekte ist etwa 80.000 Lichtjahre entfernt, das am weitesten entfernte rund 700.000 Lichtjahre. Diese Objekte sind im Durchschnitt rund eine Milliarde Mal leuchtschwächer als die Milchstraße und eine Million Mal leichter. Die kleinste der neuen Zwerggalaxie-Kandidaten hat etwa 500 Sterne.

Die meisten der neu entdeckten Objekte befinden sich in der südlichen Hälfte des DES-Untersuchungsgebiets, in der Nähe der beiden Magellanschen Wolken. Diese sind die größten Satellitengalaxien der Milchstraße, etwa 158.000 Lichtjahren und 208.000 Lichtjahre entfernt. Möglicherweise sind diese neuen Objekte Satellitengalaxien dieser größeren Satellitengalaxien, was eine Entdeckung für sich wäre. Solche Satelliten von Satelliten werden von Modellen der Dunklen Materie vorhergesagt.

Weil Zwerggalaxien vermutlich überwiegend aus Dunkler Materie bestehen, mit sehr wenigen Sternen, sind sie hervorragend geeignet, um die Eigenschaften der Dunklen Materie zu erforschen. Die weitere Analyse wird zeigen, ob diese neuen Objekte tatsächlich Zwergsatellitengalaxien sind und ob Anzeichen von dunkler Materie zu beobachten sind.

Die 17 Zwerggalaxie-Kandidaten wurden in den ersten zwei Jahren der Datenaufnahme des Dark Energy Surveys entdeckt, einer auf fünf Jahren angelegten Messkampagne, der einen Teil des südlichen Himmel mit bisher unerreichter Genauigkeit abbilden soll. Wissenschaftler haben nun einen ersten Blick auf den größten Teil des Untersuchungsgebiets geworden. Daten aus den nächsten drei Jahren der Untersuchung wird wahrscheinlich weitere noch schwächere, diffusere oder weiter entfernte Objekte zu Tage bringen. Die dritte Saison der Untersuchung hat gerade erst begonnen.

Der Dark Energy Survey ist eine Zusammenarbeit von mehr als 300 Wissenschaftlern von 25 Institutionen in sechs Ländern, unter ihnen Wissenschaftler des Exzellenzclusters Universe. Sein Hauptinstrument ist die 570-Megapixel Dark Energy Kamera, die an das 4-Meter-Blanco-Teleskop am National Optical Astronomy Observatory Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile montiert ist.

Weitere Informationen:
Dark Energy Survey
Fermilab Press release