Flexion des Gravitationslinseneffekts, ihre Messung und Anwendung auf Galaxienhaufen

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Bartelmann
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 179826617

Der Gravitationslinseneffekt kosmischer Strukturen ist eine der bevorzugten Methoden zur Kartierung der räumlichen Verteilung und der Gesamtmenge der dunklen Materie. Dazu wird gewöhnlich das gravitative Gezeitenfeld verwendet, die sogenannte Scherung, die anhand elliptischer Verzerrungen weit entfernter Galaxienbilder vermessen werden kann, die sich im Hintergrund derjenigen Objekte befinden, die als Gravitationslinsen wirken. Die Winkelauflösung solcher Messungen ist auf Winkelskalen von etwa einer halben Bogenminute begrenzt. Es wäre jedoch wünschenswert, die Verteilung der dunklen Materie auch auf kleineren Skalen zu überprüfen, um die Hypothese kalter dunkler Materie testen zu können.Einen Zugang dazu versprechen die Ableitungen des Gezeitenfeldes, die zu Größen kombiniert werden können, die entweder eine einfache oder eine dreifache Rotationssymmetrie haben. Sie werden als die F- und G-Flexion bezeichnet, die beide zwei Komponenten haben.Der vorliegende Antrag soll ein bereits bewilligtes Projekt fortzusetzen und abzuschließen ermöglichen, das darauf zielt, zum ersten Mal beide Komponenten der Flexionen auf zuverlässige und erwartungstreue Weise zu messen. Das ursprünglich geplante Arbeitsprogramm des Projekts wurde durch erhebliche Schwierigkeiten verzögert, die im Lauf der Arbeit aufgedeckt, aber auch behoben wurden.Wir sind nunmehr in der Lage, die Flexionen realistisch simulierter Galaxienbilder zu messen. Während des hier beantragten weiteren (vierten) Jahres soll die entwickelte Messmethode auf Beobachtungsdaten übertragen und dazu verwendet werden, die statistische Verteilung intrinsischer Flexionen in Galaxienbildern zu kalibrieren. Abschließend soll erstmals die Flexion zugleich mit der Scherung dazu verwendet werden, die Materieverteilung mindestens eines Galaxienhaufens zu rekonstruieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen