Galaxien sind wie Fingerabdrücke oder Schneeflocken. Es gibt viele von ihnen, und sie mögen viele Eigenschaften gemeinsam haben, aber keiner ist wie der andere. Als daher 2013 zwei Galaxien in den entlegensten Winkeln des Universums entdeckt wurden, die Seite an Seite standen und einander auffallend ähnlich waren, waren die Astronomen fassungslos.
Jetzt haben Wissenschaftler endlich das Rätsel dieser seltsamen „identischen Objekte“ gelöst – und die Antwort könnte das Verständnis der Dunklen Materie beeinflussen. Das Objekt, das als „Hamilton-Objekt“ bezeichnet wird, wurde vom Astronomen Timothy Hamilton von der Shawnee State University zufällig in Daten entdeckt, die vor fast einem Jahrzehnt vom Hubble-Weltraumteleskop erhalten wurden. Es stellte sich heraus, dass die beiden Galaxien die gleiche Form hatten und aufgrund des galaktischen Bulges, der zentralen Region der Galaxie, in der die meisten Sterne leben, die gleichen nahezu parallelen dunklen Streifen aufweisen.
Eine plausiblere Antwort erschien erst 2015. Der Astronom Richard Griffiths von der University of Hawaii vermutete, nachdem er gesehen hatte, wie Hamilton sein Objekt bei dem Treffen vorstellte, dass der Übeltäter ein seltenes Phänomen sein könnte – der Gravitationslinseneffekt. Dieses Phänomen tritt als Ergebnis einer zufälligen Kombination massiver Objekte im Weltraum auf. Wenn sich ein massives Objekt direkt zwischen uns und einem entfernten Objekt befindet, gibt es einen Vergrößerungseffekt aufgrund der gravitativen Verzerrung der Raumzeit um das nähere Objekt herum.
Jedes Licht, das diese Raumzeit durchdringt, folgt dieser Verzerrung und tritt verschmiert und in unterschiedlichem Maße verzerrt in unsere Teleskope ein – aber auch oft vergrößert und dupliziert. Es machte viel mehr Sinn als zwei identische Galaxien, besonders als Griffiths ein weiteres Galaxienduplikat entdeckte.
Ein großes Problem blieb jedoch bestehen: Was verursacht Gravitationsverzerrungen? Griffiths und andere Wissenschaftler machten sich daran, ein Objekt zu finden, das massiv genug ist, um den Linseneffekt zu verursachen.
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Und sie fanden es Yogo. Zwischen uns und Hamiltons Objekt befindet sich ein Galaxienhaufen, über den es bisher nicht genügend Informationen gab. Normalerweise finden solche Entdeckungen in umgekehrter Richtung statt – zuerst wird der Haufen entdeckt, und dann suchen Astronomen nach Linsengalaxien dahinter.
Wissenschaftler sagen, dass das Hamilton-Objekt etwa 11 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, und die Arbeit einer anderen Forschergruppe hat gezeigt, dass der Cluster etwa 7 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.
Die Galaxie selbst ist eine geschlossene Spiralgalaxie mit einem uns zugewandten Rand, in dem ungleichmäßige Sternentstehung stattfindet, stellten die Forscher fest. Computersimulationen haben dazu beigetragen, festzustellen, dass die drei duplizierten Bilder nur erstellt werden können, wenn die Verteilung der Dunklen Materie auf kleinen Skalen glatt ist.
Die beiden identischen Bilder, die nebeneinander aufgenommen wurden, wurden erstellt, weil sie sich an der Grenze einer Welle in der Raumzeit befinden – dem Bereich der größten Vergrößerung, der durch die Schwerkraft des Filaments aus dunkler Materie entsteht. Es wird angenommen, dass solche Fäden das Universum in ein riesiges, unsichtbares kosmisches Netz einbinden, Galaxien und Galaxienhaufen verbinden und sie mit Wasserstoffgas speisen.
Aber wir wissen nicht, was dunkle Materie ist, also ist jede neue Entdeckung, die uns sagt, wo sie ist, wie sie verteilt ist und wie sie den umgebenden Raum beeinflusst, ein weiterer Beweis, der uns letztendlich helfen wird, dieses Rätsel zu lösen.
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