Im Licht eines Monstersterns ein Hauch von Dunkelheit | Quanta-Magazin

Als das James-Webb-Weltraumteleskop im vergangenen Oktober seine ersten Langzeitbelichtungen des Himmels in der Nähe des Sternbildes Eridanus abstrahlte, begannen Astronomen, die Geschichte eines schwachen, flackernden Lichtpunkts zusammenzustellen, der aus den tiefsten Tiefen des Universums aufzutauchen schien.

Was auch immer es war, es schimmerte zu lange, um eine Supernova zu sein; Auch ein einzelner Stern war vom Tisch. „Es fühlt sich an, als wäre man wahrscheinlich in einem dieser CSI-Filme, als wäre man ein Detektiv“, sagte er José María Diego, ein Astrophysiker am Institut für Physik von Kantabrien in Spanien, der an der Entschlüsselung des Signals arbeitete. „Sie haben viele Verdächtige auf dem Tisch und müssen sie einen nach dem anderen eliminieren.“

Diego und seine Kollegen berichteten kürzlich, dass der schwache Lichtfleck von dort zu stammen scheint ein extremes Sternensystem Sie gaben ihnen den Spitznamen Mothra – ein Paar übergroßer Sterne, die in ihrer Blütezeit vor vollen 10 Milliarden Jahren fast alles andere in ihrer Galaxie überstrahlten.

Damals war das gesamte Universum jünger als die Erde heute; Unser Planet begann erst zu verschmelzen, nachdem die Mothra-Photonen die Hälfte ihrer kosmischen Reise zu einer Welt erreicht hatten, die gerade rechtzeitig ein riesiges infrarotempfindliches Weltraumteleskop entwickeln würde, um ihr Licht einzufangen. Früher war es unmöglich, das von einzelnen Sternsystemen emittierte Licht zu erkennen. Aber Mothra, benannt nach einem Kaiju-Monster, das von Seidenmotten inspiriert wurde, ist nur das Neueste in einer Reihe der ältesten, am weitesten entfernten und im Großen und Ganzen superlativen Sternsysteme, die Astronomen in Bildern von JWST und dem Hubble-Weltraumteleskop gefunden haben. Und während Mothra und ihre tierischen Brüder zwar selbst faszinierende astrophysikalische Objekte sind, begeistert Diego am meisten, dass das Licht der Monstersterne eine ganz andere Klasse von Objekten zu offenbaren scheint, die zwischen ihnen und der Erde schweben: ein ansonsten unsichtbares Der von ihm und seinen Kollegen berechnete Klumpen dunkler Materie wiegt zwischen dem 10,000- und 2.5-Millionen-fachen der Sonnenmasse.

Wenn ein solches Objekt wirklich existiert – eine vorläufige Schlussfolgerung – könnte es Physikern helfen, ihre Theorien über Dunkle Materie einzugrenzen und vielleicht, nur vielleicht, das Rätsel um die ungeklärte Masse des Universums zu lösen.

Ab dem Jahr 2023 sind die Laborbemühungen zur Suche nach einzelnen Teilchen der Dunklen Materie erfolglos geblieben, was einige Astrophysiker mit dem grimmigen, pragmatischen Verdacht zurücklässt, dass die einzige Möglichkeit für Menschen, die mysteriöse Substanz zu messen, darin bestehen könnte, ihre gravitativen Auswirkungen auf das gesamte Universum zu untersuchen. Deshalb suchen Diegos Team und andere nach den geisterhaften Umrissen dunkler Objekte im Kosmos. Sie hoffen, die kleinsten existierenden Klumpen dunkler Materie zu identifizieren – was wiederum von der grundlegenden Physik des Teilchens der dunklen Materie selbst abhängt. Aber Klumpen reiner dunkler Materie präsentieren sich nicht nur den Astronomen; Teams nutzen Beobachtungstricks, um den Schatten solche Schatten zu entlocken. Jetzt konzentrieren sich Astronomen auf kosmische Phänomene, die von raumverzerrenden Gravitationslinsen – der Art unsichtbarer, von dunkler Materie dominierter Lupe, die Mothra enthüllte – bis hin zu flatternden, bandartigen Sternenströmen viel näher an der Heimat reichen. Bisher haben diese Bemühungen viele Varianten eines beliebten Modellsatzes namens „warme dunkle Materie“ ausgeschlossen.

„Dunkle Materie kann man nicht anfassen“, sagte er Anna Nierenberg, ein Astrophysiker an der University of California, Merced, der mit JWST nach dunklen interstellaren Flecken sucht. Aber kleine Strukturen daraus finden? „Das ist so nah wie möglich.“

Halo, Halo, Halo

Das Wenige, was wir über Dunkle Materie wissen, existiert in vagen, verschwommenen Umrissen. Jahrzehntelange Beweise deuten darauf hin, dass entweder die Gravitationstheorien unvollständig sind oder, wie Astrophysiker häufiger argumentieren, ein dunkles Materieteilchen das Universum heimsucht. In einer klassischen Beobachtung schienen Sterne um die Ränder von Galaxien zu rasen, als wären sie in einem viel stärkeren Gravitationsgriff gehalten, als sichtbare Materie vermuten lässt. Durch die Messung der Bewegungen dieser Sterne und die Anwendung anderer Techniken zur Identifizierung von Raumregionen mit zusätzlichem Gewicht können Astronomen visualisieren, wie die dunkle Materie des Universums in größeren Maßstäben verteilt ist.

„Wenn wir eine Dunkle-Materie-Brille hätten“, sagte Nierenberg, würden wir wahrscheinlich um jede Galaxie herum „eine große, unscharfe, ausgedehnte, wassermelonenförmige Struktur sehen, die viel größer ist als die Galaxie selbst.“ Für unsere eigene Milchstraße schätzen Astronomen, dass dieser diffuse, dunkle Kokon – Halo genannt – etwa eine Billion Sonnenmassen wiegt und mehr als zehnmal breiter ist als die spiralförmige Sternscheibe der Galaxie.

Wenn man jedoch in kleinere Maßstäbe hineinzoomt, bricht die wissenschaftliche Gewissheit zusammen. Ist der Halo aus dunkler Materie der Milchstraße ein glatter Fleck? Oder ist es in Klumpen, sogenannten Sub-Halos, angeordnet? Und wenn ja, welche Größe haben diese Klumpen?

Die Antworten könnten es Wissenschaftlern ermöglichen, die wahre Natur der Dunklen Materie zu identifizieren. Modelle darüber, wie das Universum seine heutige Struktur entwickelt hat – ein kosmisches Netz, gewoben aus perlmuttartigen Galaxiensträngen – sagen voraus, dass sich Teilchen der Dunklen Materie, was auch immer sie sein mögen, in den ersten paar hunderttausend Jahren nach dem Urknall zu kleinen, durch die Schwerkraft gebundenen Klumpen gesammelt haben. Viele dieser Klumpen verschmolzen und zogen schließlich sichtbare Materie an. Diese wuchsen zu den Keimen von Galaxien heran. Aber einige der kleinsten dunklen Halos, die nicht verschmolzen sind, sollten noch als „Überbleibsel der Strukturbildung im frühen Universum“ existieren, sagte er Ethan Nadler, Astrophysiker an den Carnegie Observatories und der University of Southern California. „Ein bisschen wie eine Zeitmaschine.“

Das Finden und Wiegen dieser Reliktklumpen würde den Physikern dabei helfen, die grundlegende Physik der Dunklen Materie besser zu verstehen – einschließlich der Masse des mysteriösen Teilchens und seiner „Temperatur“, ein etwas irreführender Begriff, der die Geschwindigkeit beschreibt, mit der Wolken einzelner Teilchen umherfliegen.

Einer der Hauptverdächtigen im Rätsel um die dunkle Materie ist die kalte dunkle Materie, eine Klasse von Modellen, bei denen die Übeltäter relativ schwere und träge Teilchen sind; Ein Beispiel ist ein schwach wechselwirkendes massives Teilchen oder WIMP. Wenn diese Theorien stimmen, hätten sich solche Teilchen im frühen Universum leicht in selbstgravitierenden Klumpen niedergelassen, von denen einige möglicherweise so klein wie die Masse der Erde waren. Heutzutage sollten diese verbleibenden Mini-Halos aus dunkler Materie immer noch innerhalb und um den größeren kollektiven Halo von Galaxien wie der Milchstraße herumtreiben.

Aber wenn leichtere Teilchen der Dunklen Materie schneller durch den frühen Kosmos strömten, wie eine konkurrierende Klasse „warmer“ Modelle der Dunklen Materie vermuten lässt, hätten sich nur größere Klumpen mit einer stärkeren Anziehungskraft bilden können. Diese Modelle deuten darauf hin, dass es einen Grenzwert für Strukturen dunkler Materie gibt, eine Mindestmasse, unterhalb derer keine Halos existieren. Wenn also jemand einen neuen, kleinsten bekannten dunklen Halo entdeckt (wie den angeblichen zwischen Erde und Mothra), sind Theoretiker gezwungen, zunehmend coolere Szenarien auszuschließen.

Eine andere beliebte Modellklasse, die sogenannte Fuzzy Dark Matter, geht von einem Flüstern eines Teilchens der Dunklen Materie aus – vielleicht 10²⁸ mal leichter als ein Elektron. Hypothetische Teilchen, sogenannte Axionen, könnten beispielsweise in diesem Größenbereich liegen und zudem relativ kalt sein. Diese Federgewichte würden sich eher wie Wellen als wie Teilchen verhalten und sich über Galaxien bewegen. Wie warme dunkle Materie würde diese wellenförmige Inkarnation keine gravitativ gebundenen Klumpen auf Massenskalen bilden, die kleiner als Galaxien sind. Aber ultraleichte Dunkle Materie hätte eine andere Aussage. Wenn Wellen aus unscharfer Dunkler Materie innerhalb eines Halos aufeinanderprallen, könnten sie kleinere Interferenzmuster bilden, die als Granulat bezeichnet werden – körnig aussehende Regionen, in denen die Dichte der Dunklen Materie höher ist –, die ihre eigene messbare Gravitationssignatur verleihen würden.

Um einige dieser Theorien auszuschließen, müssen Halos aus dunkler Materie mit immer geringerer Masse gefunden – oder auffällig nicht gefunden – werden. Die Suche begann mit der Identifizierung der kleinsten Halos, von denen bekannt ist, dass sie Zwerggalaxien umgeben, Klumpen dunkler Materie, die immer noch Hunderte Millionen Sonnenmassen wiegen, und arbeitet sich nun ins Unbekannte vor. Das Problem besteht jedoch darin, dass diesen hypothetischen kleinen dunklen Halos wahrscheinlich die erforderliche Schwerkraft fehlt, um normale Materie anzuziehen und Sterne zu entzünden. Sie sind nicht direkt zu sehen – sie sind kaum mehr als schwere Schatten. „Es wurde nach Beweisen gesucht“, sagte er Matthew Walker, ein Astrophysiker an der Carnegie Mellon University. „Es ist einfach schwer zu finden.“

Lehren aus Linsen

Die derzeit fortschrittlichsten Suchen nach kleinen, dunklen Sub-Halos nutzen ein fast wundersames Phänomen: den Gravitationslinseneffekt. Von Einstein vorhergesagt, sind Gravitationslinsen Bereiche verzerrter Raumzeit, die ein massives Objekt umgeben. Das Gravitationsfeld dieses Objekts – die Linse – verzerrt und fokussiert das Hintergrundlicht auf die gleiche Weise, wie eine Lupe das Bild einer Ameise vergrößern oder das Sonnenlicht so stark konzentrieren kann, dass ein Feuer entzündet wird.

Jede Linsenausrichtung umfasst eine Lichtquelle, die von den fernen Ufern des Universums scheint, und die Linse selbst. Bei diesen Linsen handelt es sich häufig um massereiche Galaxien oder Galaxienhaufen, die die Raumzeit verzerren und durch kosmischen Zufall zwischen dieser entfernten Quelle und der Erde ausgerichtet sind. Linsen erzeugen eine Reihe optischer Effekte, von Lichtbögen über mehrere Kopien derselben Hintergrundquelle bis hin zu stark vergrößerten Bildern von Objekten, die sonst viel zu weit entfernt wären, um gesehen zu werden.

Nur durch das Fischen durch den Linsenkosmos konnten Astronomen 2017 fotografieren Icarus, ein Stern, der vor etwa 9 Milliarden Jahren hell brannte. Kürzlich fanden sie den fast 13 Milliarden Jahre alten Earendel, den aktuellen Rekordhalter für den ältesten Stern wirft so viel Licht für sich genommen wie 1 Million Sonnen. Sie entdeckten auch Godzilla, einen fernen Stern mit ungeheurer Energie einen explosiven Ausbruch erlebenund Godzillas Mitmonster Mothra, das ein ähnlicher Typ variabler Objekte zu sein scheint. („Und ja, wir haben Spaß daran“, sagte Diego über den Benennungsprozess seines Teams.)

Aber Gravitationslinsen sind nicht nur Portale zur anderen Seite des Universums. Für Jäger der Dunklen Materie sind die Linsen seit langem mindestens genauso interessant wie das, was sie vergrößern. Die genaue Art und Weise, wie die Linse das Hintergrundbild verzerrt und verzerrt, hängt davon ab, wie die Masse in und um die Linsengalaxie oder den Linsenhaufen verteilt ist. Wenn dunkle Materie in kleinen sternenlosen Klumpen innerhalb des bekannten Musters galaxiengroßer Halos existiert, dann sollten Astronomen auch in der Lage sein, Lichtbewegungen um diese Klumpen herum zu sehen.

Die kleinsten dunklen Halos, die mit dieser Methode entdeckt wurden, konkurrieren bereits mit den kleinsten Halos, die um Zwerggalaxien herum gemessen wurden. Im Jahr 2020 nutzte ein Team um Nierenberg das Hubble-Weltraumteleskop und das Keck-Observatorium auf Hawaii, um vergrößerte Bilder von Quasaren zu betrachten – gleißende Leuchtfeuer, die von Materie emittiert werden, die in Schwarze Löcher fällt – und fanden Hinweise auf dunkle Halos mit einer Größe von Hunderten Millionen Sonnenmassen. Das ist die gleiche ungefähre Halo-Größe, die mit den kleinsten Galaxien in Verbindung gebracht wird, ein Grad an statistischer Übereinstimmung, den Nadler angibt eine Studie Die im darauffolgenden Jahr veröffentlichte Studie schloss warme Modelle dunkler Materie aus, die aus Teilchen bestehen, die leichter als etwa 1/50 eines Elektrons sind und in denen sich solche winzigen Klumpen niemals bilden könnten.

In diesem Jahr verwendeten zwei Teams unterdessen Linsenquasare, um nach Körnern aus flockigen, federleichten Dunkle-Materie-Partikeln zu suchen – Körner, die sich nach Angaben des Erstautors durch einen Prozess bilden würden, der dem ähnelt, der Wellen auf der Oberfläche eines Schwimmbeckens entstehen lässt einer dieser Studien, Devon Powell des Max-Planck-Instituts für Astrophysik. „Man bekommt diese sehr chaotische, klumpige Verteilung der Angelegenheit“, sagte er. „Es ist nur Welleninterferenz.“

Die Analyse seines Teams, veröffentlicht im Juni in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society, fand keine Beweise dafür wellenförmige Dunkle-Materie-Effekte in hochauflösenden Bildern von Lichtbögen einer Gravitationslinse, was darauf hindeutet, dass das dunkle Teilchen schwerer sein muss als die kleinsten unscharfen Kandidaten. Aber eine April-Studie in Natur Astronomie, geführt von Alfred Amruth von der Universität Hongkong, untersuchten vier Linsenkopien eines Hintergrundquasars und kamen zu dem gegenteiligen Schluss: Eine Linse aus unscharfer dunkler Materie, argumentierten sie, besser erklärt kleine Schwankungen in ihren Daten. (Widersprüchliche Ergebnisse wären nicht völlig überraschend, da die erwarteten Signale subtil und der experimentelle Ansatz neu sind, sagen Experten außerhalb beider Teams.) Wie viel.)

Nierenberg und ihre Kollegen haben unterdessen das letzte Jahr damit verbracht, JWST zu nutzen, um Gravitationslinsen zu beobachten, die Quasare vergrößern, mit dem vorläufigen Ziel, ihre erste Analyse im September zu veröffentlichen. Theoretisch berechnen sie, dass die Fähigkeit von JWST, kleinräumige Strukturen in Linsen aufzudecken, Aufschluss darüber geben sollte, ob dunkle Halos als völlig unsichtbare, sternlose Klumpen mit einer Größenordnung von mehreren zehn Millionen Sonnenmassen existieren. Wenn ja, würden diese Halos die bisher stärkste Beschränkung dafür darstellen, wie „warm“ dunkle Materie sein kann.

Diese noch neuere Methode, extreme, weit entfernte Sterne wie Mothra durch Gravitationslinsen zu betrachten, könnte bald von der Identifizierung einmaliger Kuriositäten zu einem festen Bestandteil der Astronomie in der JWST-Ära werden. Wenn Diego und seine Kollegen Recht haben und Mothra sehen können, weil es von einem Klumpen dunkler Materie mit einem Gewicht von weniger als ein paar Millionen Sonnenmassen geblendet wird, würde diese Beobachtung allein eine große Anzahl warmer Modelle aus dunkler Materie ausschließen. Aber es würde immer noch sowohl kalte als auch unscharfe dunkle Materie unterstützen, obwohl es im letzteren Fall – wo die zusätzliche Vergrößerung von Mothra von einem dichten Körnchen dunkler Materie anstelle eines gravitativ gebundenen Klumpens herrührt – immer noch unscharfe dunkle Materie in einen engen Bereich zwingen würde der möglichen Massen.

Astronomen entdecken mit Hubble und JWST viel mehr Linsensterne, sagte Diego, und achten dabei auf andere anomale optische Verzerrungen, die durch die Umlenkung des Sternenlichts um kleine dunkle Objekte entstehen könnten. „Wir fangen gerade erst an, an der Oberfläche zu kratzen“, sagte er. „Ich mache heutzutage nicht mehr viel Urlaub.“

Dunkle Inseln in einem Sternenstrom

Andere Suchen nach kleinen Halos aus dunkler Materie konzentrieren sich auf viel nähere Sterne – solche in Streamern in der Nähe der Milchstraße und Doppelsterne in nahegelegenen Zwerggalaxien. Im Jahr 2018 Ana Bonaca, jetzt Astrophysiker an den Carnegie Observatories, beeilte sich, Daten von der Raumsonde Gaia der Europäischen Weltraumorganisation herunterzuladen, die die Bewegungen von fast zwei Milliarden Sternen in der Milchstraße misst. Bonaca sortierte diese ersten Beobachtungen und isolierte die Informationen von Sternen, die zu einer Struktur namens GD-2 gehören. Was sie sah, war „sofort super aufregend“, sagte sie. „Wir beeilten uns, in der nächsten Woche oder so eine Arbeit zu schreiben.“

GD-1 ist ein Sternstrom, eine lose Kette von Sternen der Milchstraße, die sich – wenn man sie mit bloßem Auge erkennen könnte – über mehr als die Hälfte des Nachthimmels erstrecken würde. Diese Sterne wurden vor langer Zeit aus einem Kugelsternhaufen herausgeschleudert; Sie umkreisen nun die Milchstraße auf beiden Seiten dieses Sternhaufens und schaukeln hinter und vor seiner Bahn wie Bojen, die einen interstellaren Kanal markieren.

In ihrer Analyse Von GD-1 fand Bonacas Team den theoretischen Fingerabdruck eines dazwischenliegenden Brockens Dunkler Materie. Insbesondere schien ein Teil von GD-1 in zwei Teile gespalten zu sein, als wäre ein riesiges unsichtbares Objekt durch die Spur gestolpert und hätte Sterne mit sich gezogen. Sie berechneten, dass es sich bei diesem vorbeiziehenden Objekt möglicherweise um einen Subhalo aus Dunkler Materie mit einem Gewicht von einigen Millionen Sonnenmassen handelte – was ihn auch zu einem Anwärter auf den kleinsten mutmaßlichen Klumpen Dunkler Materie und zu einer potenziellen Bedrohung für die wärmeren Varianten warmer Dunkler Materie macht .

Aber wie kann man einen einzelnen Befund in etwas Statistischeres umwandeln? Mittlerweile, so Bonaca, hätten Astronomen etwa 100 Sternströme aufgezeichnet. Während nur eine Handvoll davon im Detail untersucht wurden, weist jedes untersuchte Exemplar seine eigenen ungewöhnlichen Knicke und Krümmungen auf, die möglicherweise von Gravitationsbegegnungen mit ähnlich kleinen, dunklen Objekten herrühren. Aber die Beobachtungen sind noch nicht schlüssig.

„Ich denke, der beste Weg nach vorn besteht darin, die Ströme gleichzeitig zu analysieren“, sagte sie, „um zu verstehen, wie viel von [diesen ungewöhnlichen Merkmalen] aus der Dunklen Materie stammt.“

In noch kleineren Maßstäben hat Walker am Carnegie Mellon das letzte Jahr damit verbracht, JWST-Beobachtungen von Zwerggalaxien auf der Suche nach den fragilsten Sternensystemen zu scannen, die er finden kann: Doppelsterne, die sehr weit voneinander entfernt sind und in einer lockeren Gravitationsumarmung zusammengehalten werden. Wenn kleine dunkle Halos – die Art von Objekten, die laut Modellen aus kalter dunkler Materie reichlich vorhanden sein sollten – ständig vorbeiziehen und eine Anziehungskraft auf ihre Umgebung ausüben, sollten diese sehr weiten Doppelsterne nicht existieren. Wenn jedoch große Doppelsterne auftauchen, deutet das darauf hin, dass keine kleinen dunklen Halos vorhanden sind – was einen gewaltigen Schlag gegen die vielen Modelle kalter Dunkler Materie darstellt, die sie vorhersagen.

„Das nenne ich eine Anti-Suche nach Halos aus subgalaktischer Dunkler Materie“, sagte Walker.

Bewegen in den Mauern

Die Suche nach kosmischen Schatten ist immer noch ein kleiner Teil einer größeren Anstrengung, etwas zu lokalisieren, das bisher außerhalb der Reichweite liegt. Erdgestützte Experimente zum Einfangen von Teilchen, die zu den unscharfen, warmen und kalten Paradigmen der Dunklen Materie passen würden, nehmen Fahrt auf; Die Teams suchen immer noch nach anderen Kennzeichen der Physik der Dunklen Materie, von Nebenprodukten, die entstehen, wenn die Teilchen mit normaler Materie interagieren, bis hin zur subtilen Frage, wie die Dichte der Dunklen Materie in dunklen Halos steigt und fällt, was davon abhängt, wie die dunklen Teilchen interagieren miteinander.

Tracy Slatyer, ein theoretischer Physiker am Massachusetts Institute of Technology, stellt sich das Geheimnis der Dunklen Materie als eine riesige Kiste voller unzähliger Möglichkeiten vor, die jedoch nur eine richtige Antwort enthält. In dieser Analogie besteht ihre Strategie darin, mit spezifischen, widerlegbaren Vorstellungen über die Eigenschaften von Teilchen der Dunklen Materie tief in diese Schublade einzudringen. Die Seiten der Box stellen jedoch die einzigen wirklich einschränkenden Fakten dar, die Astronomen liefern können, etwa Obergrenzen dafür, wie warm dunkle Materie sein kann, und Untergrenzen dafür, wie unscharf – oder leicht – sie sein kann.

Wenn Astronomen völlig dunkle kosmische Objekte im Millionen-Sonnenmassenbereich sicher entdecken könnten, wäre das eine „beobachtende Meisterleistung“, sagte Slatyer. „Es wäre unglaublich.“ Die Wände ihrer Kiste würden sich nach innen verschieben und den verfügbaren Raum für Möglichkeiten verkleinern.

Die kommende Technologie könnte diese verschiedenen Suchvorgänge bald von frühen Stichen ins Dunkel in tiefere Streifzüge in die schattigen Strukturen verwandeln, die dem Universum zugrunde liegen. Das JWST wird seine Untersuchung von Gravitationslinsen in den kommenden Jahren vertiefen; Nierenbergs Gruppe hat beispielsweise mit acht solcher Systeme begonnen, plant aber, schließlich 31 davon zu analysieren. Bei seinem Start im Jahr 2027 dürfte das römische Weltraumteleskop Nancy Grace, ein Hubble-Observatorium mit einem viel größeren Sichtfeld, es viel einfacher machen, durch Zwerggalaxien zu schwenken, wie es Walker tut. Das Vera-C.-Rubin-Observatorium, benannt nach dem bahnbrechenden Astronomen, dessen Beobachtungen die Forscher überhaupt erst dazu zwangen, das Geheimnis der Dunklen Materie ernst zu nehmen, wird weitere Details der Sternströme enthüllen, sobald es im Jahr 2024 von Chile aus mit der Beobachtung beginnt. Gemeinsam werden die beiden Observatorien soll Tausende neuer Gravitationslinsen hervorbringen, die nach dunklen Unterstrukturen durchsucht werden können.

Bisher hat keine der Beobachtungen die beliebten Modelle der kalten dunklen Materie zunichte gemacht, die vorhersagen, dass das Universum mit immer kleineren Klumpen dieser Materie übersät ist. Während die Astronomen weiterhin mit der anstrengenden Suche nach diesen Klumpen beschäftigt sind, hoffen viele Theoretiker und Experimentatoren, dass ein Teilchenphysik-Experiment auf der Erde dem Geheimnis viel schneller auf den Grund gehen wird. Aber diese isolierten Nischen der Dunkelheit aufzudecken – und die komplizierte Physik, die sie begleitet – sei wie „ein saubereres Labor zu bekommen“, sagte Slatyer. „Wir befinden uns in einer aufregenden Zeit.“