Ein internationales Wissenschaftsteam hat mithilfe von Daten der DESI Legacy Imaging Surveys und künstlicher Intelligenz 70 neue Gravitationslinsen entdeckt. Diese seltenen kosmischen Phänomene wirken wie natürliche Vergrößerungsgläser und ermöglichen es Forschern, dunkle Materie, Galaxienentwicklung und die Struktur des Universums zu untersuchen. Die Entdeckungen erweitern eine der größten Sammlungen bestätigter Gravitationslinsen und basieren auf der größten jemals erstellten 2D-Karte des Universums.
Die DESI Legacy Imaging Surveys: Eine umfassende Himmelskarte
Die DESI Legacy Imaging Surveys, deren Daten im August 2026 veröffentlicht wurden, umfassen eine 5,6-Billionen-Pixel-Karte mit fast 4 Milliarden Himmelsobjekten wie Sternen, Galaxien, Schwarzen Löchern und Asteroiden. Diese Karte wurde aus drei bodengestützten Himmelsdurchmusterungen erstellt und ist das Ergebnis von 13 Jahren Arbeit. Regelmäßige Datenveröffentlichungen haben bereits zahlreiche Entdeckungen in der Astronomie und Astrophysik ermöglicht.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Xiaosheng Huang von der Santa Clara University und dem Lawrence Berkeley National Laboratory nutzte maschinelles Lernen, um die umfangreichen Daten der Legacy Surveys zu analysieren und tausende neue Kandidaten für Gravitationslinsen zu identifizieren. In einer Folgestudie, die im Astrophysical Journal Supplement Series veröffentlicht wurde, bestätigte das Team spektroskopisch 70 dieser Kandidaten als echte Gravitationslinsen.
Gravitationslinsen: Natürliche Teleskope im Universum
Gravitationslinsen entstehen, wenn ein massereiches Objekt wie eine Galaxie, ein Galaxienhaufen oder ein Schwarzes Loch direkt zwischen der Erde und einem weiter entfernten Hintergrundobjekt liegt. Die Schwerkraft des Vordergrundobjekts biegt und vergrößert das Licht des Hintergrundobjekts, wodurch Bögen, Ringe oder sogar mehrere Bilder desselben Objekts entstehen. Diese natürlichen Teleskope ermöglichen es Astronomen, Objekte zu untersuchen, die sonst zu weit entfernt oder zu schwach wären, um sie zu erkennen.
Gravitationslinsen können Galaxien aus dem frühen Universum vergrößern, die Verteilung dunkler Materie aufdecken, die Messung der Expansionsrate des Universums verbessern und die Entdeckung von Exoplaneten ermöglichen. Die neu entdeckten Linsen bieten somit wertvolle Einblicke in verschiedene Bereiche der Astrophysik.
Die Suche nach Gravitationslinsen in den umfangreichen Daten der Legacy Surveys war eine Herausforderung. Um effizient nach den charakteristischen Merkmalen von Gravitationslinsen zu suchen, setzte das Team auf künstliche Intelligenz. Ein Residual Neural Network, eine Form des maschinellen Lernens, analysierte die Daten und identifizierte potenzielle Linsen. Dieser Ansatz beschleunigte den Entdeckungsprozess erheblich und ermöglichte es den Forschern, wertvolle Teleskopzeit für Nachbeobachtungen der vielversprechendsten Kandidaten zu nutzen.
Zur Bestätigung der Kandidaten nutzte das Team das Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte. MUSE ermöglichte es den Forschern, gleichzeitig die Linsenobjekte, Hintergrundobjekte und andere nahegelegene Objekte zu untersuchen. Die breite Wellenlängenabdeckung des Instruments half dabei, schwache spektrale Merkmale zu erkennen, die die Entfernungen und physikalischen Eigenschaften der Objekte offenbarten. Zwischen 2022 und 2024 bestätigte das Team 70 der Kandidaten als echte Gravitationslinsen.
Die neu entdeckten Gravitationslinsen sind nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern bieten auch eine Grundlage für zukünftige Forschungen. Sie werden es Astronomen ermöglichen, tiefer in die Geheimnisse des Universums einzutauchen und unser Verständnis von dunkler Materie, Galaxienentwicklung und der Struktur des Kosmos zu erweitern.
- Quelle: DESI Legacy Imaging Surveys
- Quelle: Astrophysical Journal Supplement Series
- Quelle: NSF NOIRLab