Das Hubble-Weltraumteleskop hat Aufnahmen von Gravitationslinsen gemacht, die als Grundlage für zukünftige Beobachtungen mit dem Nancy Grace Roman Space Telescope dienen. Die Bilder zeigen, wie die Gravitation massereicher Galaxien das Licht hinter ihnen liegender Objekte verzerrt und verstärkt.
Funktionsweise von Gravitationslinsen
Gravitationslinsen entstehen, wenn die Masse einer Vordergrundgalaxie die Raumzeit krümmt. Dadurch wird das Licht einer weiter entfernten Hintergrundgalaxie abgelenkt und verzerrt, ähnlich wie bei einer optischen Linse. Für diesen Effekt müssen beide Galaxien exakt in einer Linie liegen. In den Hubble-Aufnahmen ist eine elliptische Vordergrundgalaxie zu sehen, die etwa 4,5 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Die dahinter liegende Galaxie befindet sich in etwa 8 Milliarden Lichtjahren Entfernung und erscheint als Paar von Bögen.
Die Stärke der Verzerrung hängt von der Masse der Vordergrundgalaxie ab. Durch die Analyse dieser Verzerrungen können Forscher die Masse der Vordergrundgalaxie bestimmen, einschließlich des Anteils an Dunkler Materie. Diese unsichtbare Substanz macht den Großteil der Masse im Universum aus.
Zusammenarbeit von Hubble und Roman
Hubble beobachtet den Kosmos hauptsächlich im sichtbaren und ultravioletten Licht, während Roman primär im infraroten Spektrum arbeiten wird. Hubble liefert hochauflösende Aufnahmen einzelner Objekte, während Roman ein wesentlich größeres Sichtfeld hat und damit Panoramaaufnahmen ermöglicht. Die aktuellen Gravitationslinsen-Bilder zeigen, wie beide Teleskope sich ergänzen werden.
Astronomen nutzen die scharfen Hubble-Bilder, um Computermodelle zu entwickeln, die die durch Dunkle Materie verursachten Verzerrungen analysieren. Diese Werkzeuge sollen helfen, die umfangreichen Daten des Roman-Teleskops auszuwerten. Gleichzeitig wird Hubble interessante Linsenphänomene näher untersuchen, die Roman entdeckt.