Astronomen finden die Hälfte bislang fehlender Materie im Universum


In den Daten der kosmischen Hintergrundstrahlung von bis zu einer Million Galaxienpaaren offenbaren sich bislang unentdeckte Materiestränge.

Copyright: Tanimura et al.

Orsay (Frankreich)/Edinburgh (Großbritannien) – Bislang lediglich theoretisch beschrieben, haben zwei Astronomenteams erstmals die bislang fieberhaft gesuchten Materie-Verbindungen zwischen den Galaxien gefunden. Es ist der erste Nachweis von etwa der Hälfte jener gewöhnlichen Materie im Universum (Protonen, Neutronen und Elektronen) die zwar anhand von astrophysikalischen Beobachtungen als eigentlich vorhanden berechnet und vorhergesagt, bislang jedoch noch nicht nachgewiesen werden konnte. Was die Wissenschaftler hierbei jedoch nicht gefunden haben, ist Dunkle Materie – auch wenn dies in einigen Nachrichtenmeldungen dazu so behauptet wird.

Neben der sogenannten Dunklen Materie, die mit der für uns sicht- und erfahrbaren Materie und sogar mit dem Licht nicht, wechselwirkt (daher der Name…) und sich nur durch ihre Wechselwirkung mit der Gravitation verrät, rätselten Astronomen und Astrophysiker auch darüber, wo die Hälfte der normalen Materie zu finden sei, die zwar mittels Rückschlüssen anhand von Beobachtungen existieren sollte, bislang aber nicht entdeckt werden konnte. Insgesamt sollte es von dieser normalen Materie schließlich etwa doppelt so viel geben, wie jene Menge, die bislang beobachtet wurde.

Zwei unterschiedliche Team von Astrophysikern und Astronomen haben nun die Hälfte dieser bislang “fehlenden Materie”, sogenannte Baryonen entdeckt, die Verbindungen in Form diffuser Gas-Filamente zwischen den Galaxien darstellen (s. Abb.) und haben damit das Problem der fehlenden Baryonen gelöst.

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Grund dafür, warum diese Gasstrukturen zwischen den Galaxien bislang noch nicht entdeckt worden war, war der Umstand, dass diese Gase so dünn verteilt und einfach nicht heiß genug sind, dass sie von bisherigen Durchmusterungen mit Röntgenteleskopen schlichtweg nicht entdeckt werden konnten, berichten die Teams um Hideki Tanimura vom Institut d’Astrophysique Spatiale im französischen Orsay und Anna de Graaff von der University of Edinburgh. Beide Teams berichten über ihre Entdeckungen vorab via ArXiv.org: arXiv:1709.05024 / arXiv:1709.10378v1

Da es bislang noch keine Instrumente gibt, die diese Gase direkt abbilden konnten, haben sich die Wissenschaftler eines Phänomens bedient, dass als “Sunjajew-Seldowitsch-Effekt” bezeichnet wird und eintritt, wenn Lichtrückstände des Urknalls heiße Gase durchdringen. Hierbei trennt dieses Licht die Elektronen von besagtem Gas, was zu einem lichtschwachen Fleck in der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (dem “Echo” des Urknalls) führt. Doch für eine Abbildung selbst auf den hochauflösendsten Abbildungen dieser Hintergrundstrahlung durch den Planck-Satelliten (2015) waren auch diese verschwommenen Punkte zu schwach, als dass die dargestellt werden konnten.

Die Ergebnisse der beiden Teams im Vergleich: Während das Hideki Tanimura-Team rund 260.000 Galaxien kombinierte (o.) fasste das Te
am um Anna de Graaff (u.) rund eine Millionen Galaxien zusammen. Am Ende bestätigten sich die Ergebnisse gegenseitig.

Copyright: Anna de Graaff et al. / De Graaff et al.

Beide Wissenschaftlergruppen haben deswegen Planck-Daten von bis zu einer Millionen Galaxien, von denen zuvor schon angenommen wurde, dass sie durch Baryonische Materie miteinander verbunden sein sollten übereinandergelegt, den Raum zwischen diesen Galaxien einer genausten Analyse unterzogen und so die Materie-Stränge sichtbar gemacht. Beide Gruppen konnten zeigen, dass die Gase dicht genug sind, um besagte Filmente zwischen den Galaxien zu bilden.

Der Nachweis dieser schon lange vorhergesagten Strukturen bestätigt die Wissenschaftler darin, dass auch andere Vorhersagen der Modelle über die Zusammensetzung des Universums richtig sind.

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