Astronomen haben eine unglaubliche Gravitationslinse entdeckt: Dank eines Zusammenflusses von Zufällen hat ein Galaxienhaufen das Licht von nicht nur einer, sondern von sieben Hintergrundgalaxien verstärkt und damit eine Gravitationslinse geschaffen, wie man sie sich kaum besser vorstellen kann. Die Linse wird Karusselllinse genannt.
Gravitationslinsen bestehen aus massereichen Objekten, in der Regel Galaxien oder Galaxienhaufen. Ihre Massen sind so groß, dass sie die Raumzeit verzerren und so eine Linse schaffen, die das Licht von weit entfernten Objekten hinter ihr verstärken und auf den Beobachter richten kann. Im vorliegenden Fall sind es vier massereiche Galaxien im Vordergrund, die als Linsen wirken, von denen drei sehr nahe beieinander liegen. Die linsenförmigen Objekte sind etwa 5 Milliarden Lichtjahre entfernt. Die sieben linsenförmigen Hintergrundgalaxien sind über das gesamte Universum verstreut, wobei die nächstgelegene 7 Milliarden Lichtjahre und die am weitesten entfernte 12 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Es war reiner Zufall, dass die Linse und diese sieben Galaxien aus unserer Sicht aufeinander ausgerichtet waren.
Die Galaxie Nummer vier ist besonders interessant. Ihre projizierten Bilder hinter der Linse bilden ein sogenanntes Einstein-Kreuz. Vier Bilder sind im Abstand von 90 Grad deutlich sichtbar (und in der Mitte befindet sich ein geheimes fünftes Bild, das zu schwach ist, um es zu sehen). Es ist das größte jemals beobachtete Einstein-Kreuz und deutet darauf hin, dass die Verteilung der Masse in der Linse ziemlich symmetrisch ist.
Die Entdeckung ist Teil von Beobachtungen, die im Rahmen des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys gemacht wurden. Die Mitglieder des Forschungsteams, das die Studie durchgeführt hat, wiesen darauf hin, dass alle Bilder öffentlich zugänglich sind und von jedem im Internet eingesehen werden können. Es bedürfte jedoch eines enormen Glücks, um einen prominenteren Vertreter des starken Gravitationslinseneffekts zu identifizieren. "Wir haben in diesem Datensatz etwa 2.000 starke Linsen gefunden, mit unserem eigenen Team und mit konkurrierenden Forschern. Diese ist die visuell auffälligste und wohl auch die interessanteste für weitere Untersuchungen", erklärt David Schlegel, Forscher am Berkeley Lab.
Gravitationslinsen sind nicht nur schön, sondern auch äußerst nützlich. Der Linseneffekt selbst deutet darauf hin, dass um die Galaxien, die die Linse bilden, dunkle Materie vorhanden ist, und gibt uns auch Aufschluss über deren Verteilung. Diese Phänomene können den Astronomen also helfen zu untersuchen, wo sich die unsichtbare dunkle Materie befinden könnte. Und das Verständnis der dunklen Materie und der dunklen Energie scheint entscheidend zu sein, um die Funktionsweise des Kosmos zu enträtseln.
"Wir sind von diesem speziellen Objekt begeistert, weil es das Potenzial für ernsthafte kosmologische Studien hat. Gravitationslinsen sind für die Kosmologie am nützlichsten, wenn sie von mehreren Galaxien mit symmetrischer Massenverteilung gelinsent werden, und dieses Objekt erfüllt diese Bedingungen und noch mehr, da es eine Rekordzahl von sieben Hintergrundgalaxien in der Linse aufweist. Es wird interessant sein zu sehen, ob sie diesen Rekord jemals brechen werden", sagt Schlegel.
