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MPA News

ERC-Förderung für Simona Vegetti

18. September 2017

Mit Hilfe von starken Gravitationslinsen untersucht Simona Vegetti die Eigenschaften der Dunklen Materie und die Strukturbildung im Universum. Vor kurzem wurde sie als Empfängerin eines ERC Starting Grants ausgewählt, mit dem sie ihre Gruppe nun erweitern kann und ihre einzigartigen Computermodelle verfeinern sowie auf neue, hochwertige Daten anwenden wird.

Dunkle Materie macht ca. 85% der Gesamtmasse im Universum aus – die meisten Eigenschaften der Dunklen Materie sind aber nur ungenau bekannt. Das derzeit bevorzugte kosmologische Modell, das Cold Dark Matter (CDM)-Standardmodell, geht davon aus, dass die Dunkle Materie kalt und kollisionsfrei ist. Dieses Modell kann das Universum sehr erfolgreich auf großen Skalen beschreiben; auf kleineren galaktischen und subgalaktischen Maßstäben steht ein Test jedoch noch aus.

<p>Hochauflösende Bilder mit Hilfe der Gravitation: Links sind VLBI-Daten für das Linsensystem B1938+666 gezeigt. Der lange Bogen ist ein stark verkrümmtes und verstärktes Bild einer fernen Hintergrundgalaxie. Das Bild rechts zeigt, wie sich unterschiedliche Massenstrukturen in der Linsengalaxie auf den Gravitationsbogen von B1938+666 auswirken würden.</p> Bild vergrößern

Hochauflösende Bilder mit Hilfe der Gravitation: Links sind VLBI-Daten für das Linsensystem B1938+666 gezeigt. Der lange Bogen ist ein stark verkrümmtes und verstärktes Bild einer fernen Hintergrundgalaxie. Das Bild rechts zeigt, wie sich unterschiedliche Massenstrukturen in der Linsengalaxie auf den Gravitationsbogen von B1938+666 auswirken würden.

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Alle Modelle der Dunklen Materie sagen voraus, dass Strukturen kleine, primordiale Dichtefluktuationen hervorgerufen werden, die unter dem Einfluss der Schwerkraft kollabieren; die (dunkle) Materieverteilung sollte daher klumpig sein und masseärmere Strukturen sollten in massereicheren Galaxien vorhanden sein. Die Details dieser Verteilung und insbesondere die spezifische Skala, bei der diese „Klumpen“ auftreten, hängen von den Eigenschaften der Teilchen der dunklen Materie ab. Die Unterschiede zwischen den Modellen sind dabei für massearme Strukturen am größten, gleichzeitig sind diese aber in größeren Entfernungen nur schwer zu detektieren und zu messen.

Hier kommen nun die Gravitationslinsen ins Spiel: Große Massenkonzentrationen beugen nicht nur das Licht des Hintergrundobjekts, sie können das Licht der Quelle auch verstärken. Gibt es in einer Linsengalaxie geringe Massenkonzentrationen, so verändert dies das Gravitationspotential lokal und führt zu einer Änderung in der Oberflächenhelligkeitsverteilung des gelinsten Bildes, die ansonsten gleichmäßig wäre.

Simona Vegetti entwickelte einen Computer-Algorithmus zur Analyse der langen Bögen, die in starken Gravitationslinsensystemen beobachtet werden, um damit Strukturen aus dunkler Materie mit geringer Masse nachzuweisen. Damit sie die Anzahl und die Verteilung dieser Strukturen untersuchen kann, benötigt sie hochauflösende Daten von vielen unterschiedlichen Systemen, in denen der starke Gravitationslinseneffekt auftritt. Mit der ERC-Förderung, die sie für die nächsten fünf Jahre erhält, können weitere Wissenschaftler eingestellt werden, um die Technik weiter zu verfeinern und zusätzliche, qualitativ hochwertige Daten aus Radiobeobachtungen für noch mehr Objektive zu erhalten.

ERC Starting Grants sollen exzellente Forscher am Anfang ihrer Karriere unterstützen. Die Bewerbungen sind für alle Forschungsfelder offen und die Auswahl der Anträge erfolgt allein aufgrund des Kriteriums Exzellenz.

 
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