Astronomen spüren mit ESA-Weltraumteleskop fehlende Materie auf
19 Juli 2018
Alles, was wir im Weltall sehen, wie Sterne, Planeten und selbst wir Menschen, besteht aus einer Materie namens Baryonen. Viele dieser Baryonen des Universums scheinen jedoch zu fehlen, und sie aufzuspüren, ist eine echte Herausforderung. Eine Gruppe von Astronomen hat mithilfe des ESA-Weltraumteleskops XMM-Newton nun zur Lösung dieses Rätsels beigetragen.
Durch die Untersuchung der sogenannten kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung wissen wir, wie viele Baryonen im Universum vorhanden sein müssten. Diese Strahlung ist das älteste Licht, das nur 380.000 Jahre nach dem Urknall entstanden ist. Für ein paar Milliarden Jahre lassen sich alle Baryonen finden, doch danach fehlt etwa die Hälfte!
Fabrizio Nicastro ist einer der Forscher, die versuchen, dieses Rätsel zu lösen. Er erklärt: „Die fehlenden Baryonen sind eines der größten Mysterien der modernen Astrophysik. Wir wissen, dass diese Materie irgendwo da draußen sein muss, wir können sie auch im frühen Universum nachweisen, aber danach ist sie nicht mehr zu finden. Wo steckt sie nur?“
Wenn man alle Sterne und Gaswolken im All zusammenzählt und auch alles andere hinzurechnet, was Astronomen bisher entdeckt haben, dann fehlen noch immer 40 % der Baryonen. Sie sind also ziemlich gut im Versteckspielen! Deshalb beschlossen Fabrizio und seine Kollegen, bei ihrer Suche ein spezielles Teleskop zu verwenden: das XMM-Newton der ESA. Dieses Teleskop befindet sich im Weltall und erfasst Röntgenstrahlen, die wir mit bloßem Auge nicht sehen können.
Mithilfe von XMM-Newton beobachteten die ehrgeizigen Astronomen einen sogenannten Quasar, eine massereiche Galaxie mit einem supermassereichen schwarzen Loch in der Mitte, das viel Materie ansaugt und jede Menge Röntgenstrahlen aussendet. Beim intensiven Studium der Daten fanden sie Spuren von Sauerstoff, der im All zwischen uns und dem Quasar versteckt ist. So etwas hatte sich zuvor noch nie beobachten lassen. Fabrizio erklärt dazu: „Dort befinden sich riesige Reservoirs an Stoffen – wie Sauerstoff – und zudem in genau der vermuteten Menge. Damit können wir also die Lücke der fehlenden Baryonen im Universum schließen.“
Diese Abbildung zeigt das ESA-Teleskop XMM-Newton (unten rechts), das den Quasar (oben links) beobachtet und die fehlenden Baryonen dazwischen entdeckt. Die Größen und Abstände zwischen den Objekten wurden angepasst, damit sie ins Bild passen.
Die fehlenden Baryonen verstecken sich in heißen Gaswolken bzw. -filamenten, die sich über Hunderttausende Lichtjahre zwischen den Galaxien im Weltall erstrecken. Das Rätsel ist gelöst und nun können die Astronomen mit der genauen Untersuchung dieser Baryonen beginnen!
Schon gewusst? Obwohl die baryonische Materie alles umfasst, was wir sehen können, sind nur fünf Prozent der Materie im Universum aus baryonischer Materie zusammengesetzt! Der Rest setzt sich aus dunkler Materie (25 %) und dunkler Energie (70%) zusammen.
