Radioastronomie: Wasserstofflinien aus den Tiefen des Alls aufgefangen
© NASA / ESA, STScI, Nor Pirzkal / HUDF Team (Ausschnitt)
Wasserstoff ist das häufigste Element im Weltall. Seine charakteristische Radiostrahlung mit einer Wellenlänge von rund 21 Zentimetern hilft Astronomen deshalb nicht nur, die Eigenschaften der interstellaren Materie zu erforschen, sondern auch die Struktur des Universums. Das schwache Signal des kosmischen Netzes ließ sich bisher allerdings nur im Umkreis von wenigen Milliarden Lichtjahren messen. Eine neue Methode weist diese Strahlung nun in vielfach größeren Distanzen nach.
Anstatt einzelne Galaxien zu vermessen, fingen Tzu-Ching Chang vom Canadian Institute for Theoretical Astrophysics in Toronto und ihre Kollegen die gesammelten Radioemissionen von Tausenden von Galaxien ein. Aus den Daten entfernten die Wissenschaftler zunächst alle Störquellen sowohl kosmischen als auch terrestrischen Ursprungs und erstellten aus den verbleibenden Radiosignalen eine dreidimensionale Karte, auf der die Intensität der gesuchten 21-Zentimeter-Linie zu sehen ist.
Die dargestellte Emission stammt von Wasserstoffgas in einem Raumvolumen, das eine Rotverschiebung von 0,53 bis 1,12 aufweist – das entspricht in etwa einer Entfernung von fünf bis acht Milliarden Lichtjahren. Ein Abgleich der Karte mit der Position von 10 000 in anderen Wellenbereichen aufgespürten lichtschwachen Galaxien bestätigte, dass Chang und ihr Team tatsächlich Gas in oder nahe den Galaxien nachgewiesen hatten.
Nach dieser ersten Demonstration sind die Autoren zuversichtlich, dass sich mit ihrer Technik zukünftig die großräumigen Strukturen im Universum – also die Galaxienverteilung auf Größenskalen von Milliarden Lichtjahren – bei diesen Rotverschiebungen genau untersuchen lassen.
Die Beobachtung der 21-Zentimeter-Linie bei Rotverschiebungen zwischen 0,5 und 2,5 sollte zudem wertvolle Informationen über die Dunkle Energie liefern. Viele Wissenschaftler machen Letztere für die beschleunigte Expansion des Weltalls verantwortlich; nahezu drei Viertel der Masse und Energie im Universum sollen auf ihr Konto gehen. Mit den neuen Daten ließen sich verschiedene kosmologische Modelle überprüfen und damit auch die Natur der Dunklen Materie eingrenzen. (mp)
Anstatt einzelne Galaxien zu vermessen, fingen Tzu-Ching Chang vom Canadian Institute for Theoretical Astrophysics in Toronto und ihre Kollegen die gesammelten Radioemissionen von Tausenden von Galaxien ein. Aus den Daten entfernten die Wissenschaftler zunächst alle Störquellen sowohl kosmischen als auch terrestrischen Ursprungs und erstellten aus den verbleibenden Radiosignalen eine dreidimensionale Karte, auf der die Intensität der gesuchten 21-Zentimeter-Linie zu sehen ist.
Die dargestellte Emission stammt von Wasserstoffgas in einem Raumvolumen, das eine Rotverschiebung von 0,53 bis 1,12 aufweist – das entspricht in etwa einer Entfernung von fünf bis acht Milliarden Lichtjahren. Ein Abgleich der Karte mit der Position von 10 000 in anderen Wellenbereichen aufgespürten lichtschwachen Galaxien bestätigte, dass Chang und ihr Team tatsächlich Gas in oder nahe den Galaxien nachgewiesen hatten.
Nach dieser ersten Demonstration sind die Autoren zuversichtlich, dass sich mit ihrer Technik zukünftig die großräumigen Strukturen im Universum – also die Galaxienverteilung auf Größenskalen von Milliarden Lichtjahren – bei diesen Rotverschiebungen genau untersuchen lassen.
Die Beobachtung der 21-Zentimeter-Linie bei Rotverschiebungen zwischen 0,5 und 2,5 sollte zudem wertvolle Informationen über die Dunkle Energie liefern. Viele Wissenschaftler machen Letztere für die beschleunigte Expansion des Weltalls verantwortlich; nahezu drei Viertel der Masse und Energie im Universum sollen auf ihr Konto gehen. Mit den neuen Daten ließen sich verschiedene kosmologische Modelle überprüfen und damit auch die Natur der Dunklen Materie eingrenzen. (mp)
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