Developing gravitational lensing techniques to study the properties of dark matter in galaxies

• Antragsteller: Dr. Dominique Sluse
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 185079597

Das Ziel meines Projektes ist es eine detailliertes Bild der Materieverteilung in Galaxien zu bekommen, auf Größenskalen von Kiloparsec und darunter. Erreichen tue ich dies durch die Entwicklung und Anwendung von innovativen Techniken rund um den Gravitationslinseneffekt. Der Gravitationslinseneffekt ist ein leistungsfähiges Mittel zur Bestimmung der Verteilungsform der dunklen Materie in den inneren Regionen von Galaxien, und zur Messung der Menge an Substruktur (strahlend oder nicht) in diesen Galaxien. Um diese Techniken robust anwenden zu können, müssen Unbestimmtheiten in den Modellen von Gravitationslinsen verstanden werden. Im ersten Teil meines Projektes werde ich mehrere gewöhnliche Annahmen über Gravitationslinsen überprüfen, wie zum Beispiel die Beschreibung des Masseprofils als Potenzgesetz. Zusätzlich werde ich den Einfluss der sogennanten "mass-sheet degeneracy" und "source-place transformation degeneracy" auf Studien der dunklen Materie bewerten. Der zweite Teil meines Projektes betrifft die Verteilung der dunklen Materie auf Grössenskalen unterhalb des Kiloparsecs. Ich werde durch die Mikrolinsentechnik den Anteil an dunkler Materie entlang der Sichtlinie zu Mehrfachbildern von Quasaren bestimmen. Ich werde ausserdem die astrometrischen und photometrischen Störungen in solchen Mehrfachbildern studieren, die durch dunkle Substruktur verursacht werden.Die Instrumente und Durchmusterungen die in den nächsten Jahrzehnten entstehen, wie die ESA Mission Euclid, das Large Synoptic Survey Telescope, und das European Extremely Large Telescope, werden tausende neue Gravitationslinsen entdecken und nachbeobachten. Bei Hunderten dieser Systeme, bis zu einer Rotverschiebung von eins, wird es möglich sein die leuchtende von der dunklen Materie zu trennen und die Menge an Substruktur zu bestimmen. In einigen Fällen werden wir sogar das Masse-zu-Licht Verhältnis dieser Substrukturen bestimmen können. Dies wird eine Revolution unseres Wissens über die Entstehung von Galaxien, die Eigenschaften der dunklen Materie, und die Wechselwirkung zwischen dunkler und baryonischer Materie darstellen. Um diese Ziele zu erreichen müssen subtile Effekte und fundamentale Unbestimmtheiten in Gravitationslinsenmodellen vollständig verstanden werden. Mein Projekt wird diese Aspekte von Gravitationslinsenmodellen erforschen, und somit den Weg zu diesen Zielen ebnen. Es wird ein Gerüst zur Analyse und zur Identifikation der viel versprechendsten Gravitationslinsen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen