RADIOASTRONOMIE
Mysteriöses dunkles Objekt im jungen Universum
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik
astronews.com
13. Oktober 2025

Ein internationales Forschungsteam hat ein dunkles Objekt mit geringer Masse im fernen Universum entdeckt - mithilfe des Gravitationslinseneffektes. Dieses mysteriöse Objekt hat eine Masse, die etwa eine Million Mal so groß ist wie die unserer Sonne. Die Existenz des Objekts passt zur derzeit besten Theorie über die Entstehung von Galaxien wie unserer Milchstraße.

Überlagerung der Infrarotemission (schwarz-weiß) mit der Radioemission (farbig). Das dunkle Objekt mit geringer Masse befindet sich in der Lücke im hellen Teil des Bogens auf der rechten Seite. Bild: Keck / EVN / GBT / VLBA  [Großansicht] Die Vergrößerung zeigt die Verengung im leuchtenden Radiowellenbogen. Mithilfe der ausgeklügelten Modellierungsalgorithmen des Teams wird die zusätzliche Masse des dunklen Objekts dort gravitativ "abgebildet". Das dunkle Objekt ist durch den weißen Fleck an der Verengung des Bogens markiert. Bisher konnte jedoch kein Licht von ihm im optischen, infraroten oder radiowellenlangen Bereich nachgewiesen werden. Bild: Keck / EVN / GBT / VLBA

"Die Suche nach dunklen Objekten, die offenbar kein Licht ausstrahlen, ist eindeutig eine Herausforderung”, sagt Dr. Devon Powell vom Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA). "Da wir sie nicht direkt sehen können, verwenden wir sehr weit entfernte Galaxien als Hintergrundbeleuchtung, um nach ihren Gravitationsspuren zu suchen." Bestehen könnten solchen Objekte aus Dunkler Materie, einer rätselhaften Form von Materie, die kein Licht ausstrahlt. Sie ist jedoch für das Verständnis der Entwicklung der vielfältigen Sternen- und Galaxienstruktur, die wir am Nachthimmel sehen, von entscheidender Bedeutung.

Als grundlegender Baustein des Universums ist für Astronomen die Frage von zentraler Bedeutung, ob Dunkle Materie gleichmäßig verteilt oder klumpig ist, da dies Aufschluss über ihre Zusammensetzung geben könnte. Da Dunkle Materie nicht sichtbar ist, können ihre Eigenschaften nur durch Beobachtung der Wirkung ihrer Gravitation bestimmt werden. Dabei wird das Licht eines weiter entfernten Objekts durch die Schwerkraft des dunklen Objekts verzerrt und abgelenkt.

Das Team nutzte ein Netzwerk von Teleskopen aus aller Welt, darunter das Green Bank Telescope (GBT), das Very Long Baseline Array (VLBA) und das European Very Long Baseline Interferometric Network (EVN). Die Daten dieses internationalen Netzwerks wurden am Joint Institute for VLBI ERIC (JIVE) in den Niederlanden korreliert. Dadurch entstand ein virtuelles Super-Teleskop, das die Größe der Erde hat und die subtilen Signale der Gravitationslinseneffekte des dunklen Objekts erfassen konnte. Das Team entdeckte, dass das Objekt eine Million Mal so viel Masse hat wie unsere Sonne und sich in einer entfernten Region des Weltraums befindet, die etwa zehn Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist, als das Universum erst 6,5 Milliarden Jahre alt war.

Es ist das Objekt mit der geringsten Masse, das je mit dieser Technik gefunden wurde – um einen Faktor 100. Um diese Empfindlichkeit zu erreichen, musste das Team mithilfe von Radioteleskopen auf der ganzen Welt ein hochauflösendes Bild des Himmels erstellen. Professor John McKean von der Universität Groningen, der Universität Pretoria und dem South African Radio Astronomy Observatory leitete die Datenerfassung. Er sagte: "Auf dem ersten hochauflösenden Bild sahen wir sofort eine Verengung im Gravitationsbogen. Das war ein eindeutiges Zeichen dafür, dass wir auf der richtigen Spur waren. Nur eine weitere kleine Massenansammlung zwischen uns und der entfernten Radiogalaxie konnte dies verursachen."

Um den riesigen Datensatz zu analysieren, musste das Team neue Modellierungsalgorithmen entwickeln, die nur auf Supercomputern ausgeführt werden konnten. "Die Daten sind so umfangreich und komplex, dass wir neue numerische Ansätze zu ihrer Modellierung entwickeln mussten. Das war nicht einfach, da dies noch nie zuvor gemacht worden war", sagt Dr. Simona Vegetti vom MPA. "Wir gehen davon aus, dass jede Galaxie, einschließlich unserer eigenen Milchstraße, mit Klumpen Dunkler Materie gefüllt ist. Um sie zu finden und die Fachwelt von ihrer Existenz zu überzeugen, sind jedoch umfangreiche Berechnungen erforderlich."

Das Team wandte eine spezielle Technik namens Gravitationsbildgebung an, mit der es die unsichtbaren Klumpen Dunkler Materie "sehen" konnte, indem es deren Gravitationslinseneffekt gegenüber dem Lichtbogen abbildete. "Angesichts der Empfindlichkeit unserer Daten hatten wir erwartet, mindestens ein dunkles Objekt zu finden, sodass unsere Entdeckung mit der sogenannten 'Theorie der kalten Dunklen Materie' übereinstimmt, auf der ein Großteil unseres Verständnisses der Entstehung von Galaxien basiert", sagt Powell. "Nachdem wir eines gefunden haben, stellt sich nun die Frage, ob wir weitere finden können und ob die Zahlen weiterhin mit den Modellen übereinstimmen."

Das Team analysiert die Daten nun weiter, um besser zu verstehen, was dieses mysteriöse dunkle Objekt sein könnte. Es untersucht aber auch andere Teile des Himmels, um mit derselben Technik nach weiteren dunklen Objekten mit geringer Masse zu suchen. Werden weitere dieser mysteriösen Objekte in anderen Teilen des Universums gefunden und sollte sich herausstellen, dass sie tatsächlich völlig frei von Sternen sind, könnten einige Theorien zur Dunklen Materie ausgeschlossen werden.

Über ihre Beobachtungen berichtet das Team in zwei einem Fachartikeln, die in den Zeitschriften Nature Astronomy und Monthly Notices of the Royal Astronomical Soiciety erschienen sind.