Fehlende Materie in den intergalaktischen Räumen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ungefähr 400.000 Jahre, nachdem im Urknall das Universum entstanden war, kühlte es so weit ab, daß sich neutrale Atome bildeten und dadurch das Licht sich nahezu völlig ungehindert aus-breiten konnte. Heute ist das Universum von diesem Licht durchdrungen. Wir sehen dieses Licht als kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (Cosmic Microwave Background Radiation), wobei moderne Instrumente es sehr genau untersuchen und versuchen herauszufinden, was in jenen frühen Tagen des Kosmos geschah. Unter anderem enthält das Licht Hinweise darauf, wie sich später Sterne und Galaxien bildeten und entwickelten. Galaxien neigen dazu, sich in Haufen anzusammeln – unsere eigene Milchstraße und die benachbarten Galaxien der Lokalen Gruppe zum Beispiel liegen am Rand des Virgo-Clusters. Das intergalaktische Gas in diesen Galaxienclustern wird manchmal durch Stoßwellen aufgeheizt, wenn es in die Galaxien hineinfällt. Diese recht dichte, heiße Materie kann das ursprüngliche Licht der CMBR streuen – Milliarden Jahre, nachdem das Licht sich ungehindert ausbreiten konnte. Astronomen haben versucht, in Karten der CMBR auf Grund dieser Streuung geringfügig lichtärmere Regionen zu finden. Der Streueffekt ist als Sunyaev-Zel’dovich-Effekt bekannt und wurde nach den Theoretikern benannt, die 1970 seine Existenz als erste vorgeschlagen hatten.

Niayesh Afshordi vom SAO hat jetzt mit drei seiner Kollegen eine neue Studie der CMBR-Werte abgeschlossen und Bilder des Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) der NASA genutzt. Sie gelangen zu zwei dramatischen Schlußfolgerungen. Zum einen berichten sie von einer überzeugenden Messung des Sunyaev-Zel’dovich-Effekts. Diese basiert auf der Durchmusterung der Regionen um 193 Galaxienclustern, von denen man durch Röntgenbeobachtungen weiß, daß sie sehr heißes Gas enthalten. Sie verwenden diese Ergebnisse, um erstmals modellunabhängige Messungen der Eigenschaften dieses heißen Gases durchzuführen. Dann führten die Forscher eine Abfolge hochentwickelter Computersimulationen zum Intraclustergas aus und verglichen es mit den Beobachtungen. Die meisten Einzelheiten passen sehr gut zusammen. Doch zu ihrer Überraschung fanden die Astronomen zum zweiten, daß etwa 35 % an normaler Materie in dem Gas fehlen musste, um ein von Berechnung und Beobachtung übereinstimmendes Ergebnis zu erhalten. Sie vermuten, daß sich manches dieser fehlenden Materie abgekühlt hat und für die Bildung von Sternen oder gar Galaxien verloren gegangen ist. Doch weisen sie darauf hin, daß es nicht genug Sterne oder Galaxien gibt, um dies alles zu erklären. Etwa die Hälfte der vermissten, normalen Materie muß sich in einer bis jetzt unbekannten Form in den gewaltigen Weiten des intergalaktischen Raums aufhalten. Weitere Forschung ist notwendig, um diese Ergebnisse zu bestätigen und das neue Rätsel zu lösen.

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