News: Galaktisch warm
Was befindet sich eigentlich zwischen den Galaxien? Lange Zeit dachten Astronomen: fast nichts. Doch möglicherweise ist der Raum doch nicht so leer, wie es auf den ersten Blick scheint.
© (Ausschnitt)
So spektakulär eine sternenklare Nacht auch aussieht: Das kann nicht alles sein. Denn höchstwahrscheinlich ist ein Großteil der Materie, aus der sich das Weltall zusammensetzt, für unser Auge unsichtbar. Sie besteht aus dunkler Materie. Dabei handelt es sich keineswegs um eine einheitliche Substanz, sondern wahrscheinlich bilden ganz unterschiedliche Materieformen zusammen diesen geheimnisvollen Stoff.
Jetzt haben Jelle Kaastra und seine Kollegen von der Space Research Organisation Netherlands (SRON) in Utrecht weitere Hinweise für die Existenz eines heißdiskutierten Gases gefunden, das zur Lösung des Rätsels um die dunklen Materie beitragen könnte.
Dabei werteten die Forscher Aufnahmen des Röntgen-Teleskops XMM-Newton von 14 Galaxienhaufen aus. Sie fanden bei fünf davon eindeutig mehr energiearme so genannte weiche Röntgenstrahlung, als eigentlich da sein sollte - eine Bestätigung von früheren ähnlichen Beobachtungen, die heftig diskutiert werden.
So erklären einige Wissenschaftler den Überschuss mit der Wechselwirkung zwischen beinahe lichtschnellen Elektronen und der kosmischen Hintergrundstrahlung. Doch Kaastra und seine Kollegen sind da anderer Ansicht. Sie stellten nämlich fest, dass auch die Außenbereiche der untersuchten Galaxienhaufen schwache Röntgenstrahlen aussenden. Aber dort dürften fast lichtschnelle Elektronen gar nicht in größeren Mengen vorkommen. Die Forscher unterstützen daher eine andere Theorie, welche die Ursache für die zusätzliche schwache Röntgenstrahlung außerhalb der Galaxien sucht – und in der fernen Vergangenheit beim Urknall.
Damals entstanden alle Materieteilchen, aus denen das Universum und auch wir bestehen. Aber ein Großteil der schweren Elementarteilchen oder Baryonen ging scheinbar verloren – nur noch ein Drittel bis zur Hälfte davon lassen sich heute nachweisen. Neue Computersimulationen deuten darauf hin, dass sie nur scheinbar bei der Entstehung der Galaxien von der Bildfläche verschwanden.
Demnach blieben die fehlenden Baryonen dabei in Form von Gas als "Restmaterie" in den Zwischenräumen übrig. Und wurden dann bei der Zusammenballung der Galaxien durch Gravitations-Schockwellen erhitzt - auf einige Millionen Kelvin.
Das klingt furchtbar heiß, ist aber nach kosmischen Maßstäben eher lauwarm. Und genau diese relativ niedrige Temperatur ist der Grund, weswegen das urtümliche Gas – falls es denn existiert - so schwer nachzuweisen ist: Es lässt sich nur durch weiche Röntgenstrahlen und harte UV-Strahlung beobachten. In diesem Bereich erreichen aber Röntgen-Teleskope erst seit einigen Jahren die nötige Empfindlichkeit. Und selbst jetzt sind Beobachtungen durch Hintergrundstrahlen aus anderen Quellen immer noch schwierig.
Kaastra und seine Kollegen konnten zum Beispiel deswegen nicht klären, wie die weichen Röntgenstrahlen entstehen, die aus der Richtung der Zentren der Galaxienhaufen zu uns gelangen, und welchen Anteil das Gas außerhalb der Galaxien daran hat.
Dennoch glauben Kaastra und seine Kollegen einen schlagenden Beweis für die Existenz dieses Gases gefunden zu haben: Absorptionslinien hochionisierter Sauerstoffatome, die nur noch ein einziges Elektron statt derer acht besitzen. Denn diese enstehen nur bei einer Temperatur von ein bis zwei Millionen Kelvin - also genau der Temperatur, die das geheimnisvolle Gas haben sollte.
"Das bestätigt wirklich seine Existenz", meint Kaastra. Andere Astronomen wie Stuart Bowyer von der University of California in Berkeley sind da skeptischer. Wahrscheinlich wird erst das NASA-Projekt SPIDR, welches im Jahr 2005 den Himmel nach schwacher Röntgenstrahlung absuchen soll, die Entscheidung bringen. Denn wenn diese Restmaterie zwischen den Galaxien wirklich existiert, wird SPIDR sie sehen können - sogar in 3-D.
Jetzt haben Jelle Kaastra und seine Kollegen von der Space Research Organisation Netherlands (SRON) in Utrecht weitere Hinweise für die Existenz eines heißdiskutierten Gases gefunden, das zur Lösung des Rätsels um die dunklen Materie beitragen könnte.
Dabei werteten die Forscher Aufnahmen des Röntgen-Teleskops XMM-Newton von 14 Galaxienhaufen aus. Sie fanden bei fünf davon eindeutig mehr energiearme so genannte weiche Röntgenstrahlung, als eigentlich da sein sollte - eine Bestätigung von früheren ähnlichen Beobachtungen, die heftig diskutiert werden.
So erklären einige Wissenschaftler den Überschuss mit der Wechselwirkung zwischen beinahe lichtschnellen Elektronen und der kosmischen Hintergrundstrahlung. Doch Kaastra und seine Kollegen sind da anderer Ansicht. Sie stellten nämlich fest, dass auch die Außenbereiche der untersuchten Galaxienhaufen schwache Röntgenstrahlen aussenden. Aber dort dürften fast lichtschnelle Elektronen gar nicht in größeren Mengen vorkommen. Die Forscher unterstützen daher eine andere Theorie, welche die Ursache für die zusätzliche schwache Röntgenstrahlung außerhalb der Galaxien sucht – und in der fernen Vergangenheit beim Urknall.
Damals entstanden alle Materieteilchen, aus denen das Universum und auch wir bestehen. Aber ein Großteil der schweren Elementarteilchen oder Baryonen ging scheinbar verloren – nur noch ein Drittel bis zur Hälfte davon lassen sich heute nachweisen. Neue Computersimulationen deuten darauf hin, dass sie nur scheinbar bei der Entstehung der Galaxien von der Bildfläche verschwanden.
Demnach blieben die fehlenden Baryonen dabei in Form von Gas als "Restmaterie" in den Zwischenräumen übrig. Und wurden dann bei der Zusammenballung der Galaxien durch Gravitations-Schockwellen erhitzt - auf einige Millionen Kelvin.
Das klingt furchtbar heiß, ist aber nach kosmischen Maßstäben eher lauwarm. Und genau diese relativ niedrige Temperatur ist der Grund, weswegen das urtümliche Gas – falls es denn existiert - so schwer nachzuweisen ist: Es lässt sich nur durch weiche Röntgenstrahlen und harte UV-Strahlung beobachten. In diesem Bereich erreichen aber Röntgen-Teleskope erst seit einigen Jahren die nötige Empfindlichkeit. Und selbst jetzt sind Beobachtungen durch Hintergrundstrahlen aus anderen Quellen immer noch schwierig.
Kaastra und seine Kollegen konnten zum Beispiel deswegen nicht klären, wie die weichen Röntgenstrahlen entstehen, die aus der Richtung der Zentren der Galaxienhaufen zu uns gelangen, und welchen Anteil das Gas außerhalb der Galaxien daran hat.
Dennoch glauben Kaastra und seine Kollegen einen schlagenden Beweis für die Existenz dieses Gases gefunden zu haben: Absorptionslinien hochionisierter Sauerstoffatome, die nur noch ein einziges Elektron statt derer acht besitzen. Denn diese enstehen nur bei einer Temperatur von ein bis zwei Millionen Kelvin - also genau der Temperatur, die das geheimnisvolle Gas haben sollte.
"Das bestätigt wirklich seine Existenz", meint Kaastra. Andere Astronomen wie Stuart Bowyer von der University of California in Berkeley sind da skeptischer. Wahrscheinlich wird erst das NASA-Projekt SPIDR, welches im Jahr 2005 den Himmel nach schwacher Röntgenstrahlung absuchen soll, die Entscheidung bringen. Denn wenn diese Restmaterie zwischen den Galaxien wirklich existiert, wird SPIDR sie sehen können - sogar in 3-D.
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