Mit dem Licht von 14 000 Quasaren – den hellsten Objekten im Weltall – haben Wissenschaftler im Rahmen des dritten Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III) nun die bisher größte 3-D-Karte des fernen Universums erstellt. Aus den Dichteschwankungen der abgebildeten Materie wollen die Forscher auch Rückschlüsse auf die Dunkle Energie ziehen, die für die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich gemacht wird.
Im Gegensatz zu anderen Himmelsdurchmusterungen bezogen die Astronomen nicht nur sichtbare Galaxien ein, sondern auch intergalaktische Wasserstoffwolken. Diese mussten in der Sichtlinie zu den mehr als zehn Milliarden Lichtjahren entfernten Quasaren liegen. Die aktiven Galaxien mit einem supermassereichen Schwarzen Loch in ihrem Zentrum dienten dann als Hintergrundbeleuchtung, um die Gaswolken mittels der von ihnen absorbierten Spektrallinien zu untersuchen.
Dichteschwankungen im All | Gezeigt ist hier ein vergrößerter Querschnitt der dreidimensionalen Himmelskarte. Bereiche hoher Wasserstoffkonzentration sind rot dargestellt, solche mit niedriger blau.
Dabei interessierte die Forscher insbesondere die aus den Spektren abgeleitete Dichte der Wasserstoffwolken und wie sich diese entlang der Sichtlinien änderte. Denn hier sollten periodische Muster erkennbar sein, die sich rund alle 500 Millionen Lichtjahre wiederholen – ein Relikt von Druckwellen im frühen Universum, die sich beispielsweise auch im kosmischen Mikrowellenhintergrund zeigen und die letztlich für die heute beobachtbaren großräumigen Strukturen im Kosmos verantwortlich sind.
Mit Hilfe der neuen Daten und dieses natürlichen kosmischen Maßstabs wollen die Astronomen feststellen, wie sich die Expansionsrate des Universums vor zehn bis elf Milliarden Jahren über die Zeit verändert hat, und damit mehr über den Einfluss der Dunklen Energie erfahren. Bisher wurden solche Messungen nur für einzelne Quasare durchgeführt, was nur eindimensionale Informationen über die Dichteschwankungen im frühen Universum lieferte, so Anže Slosar vom Brookhaven National Laboratory im US-Bundesstaat New York.
Bis jetzt haben er und seine Kollegen weniger als ein Zehntel der 160 000 geplanten Quasare vermessen, die in den kommenden vier Jahren folgen sollen. Doch schon jetzt sei klar, dass das Konzept – mit Hilfe einer bestimmten Wasserstofflinie letztlich die Dunkle Energie zu messen – funktioniere.
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