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CHANDRA
Dunkle Gasschwaden im All entdeckt
von Stefan Deiters
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1. August 2002

Dank des NASA-Röntgenteleskops Chandra haben Astronomen ein intergalaktisches Netz aus heißem Gas und dunkler Materie aufgespürt, bei dem es sich vermutlich um den größten Teil der Materie im Universums handeln dürfte. Solche Strukturen waren bislang nur vermutet aber noch nicht beobachtet worden.

IGM

Die Wissenschaftler beobachteten mit Chandra einen fernen Quasar, dessen Licht durch die Schwaden aus intergalaktischem Gas verdunkelt wurde. Foto: SAO / CXC / A. Hobart, Spektrum: NASA / MIT / T.Fang et al. [Großansicht]

Das mit Hilfe des NASA-Röntgenteleskops Chandra entdeckte heiße Gas scheint dabei wie Nebel in Kanälen zu liegen, die von der Schwerkraft der Dunkelmaterie geformt werden. "Die Chandra-Beobachtungen, zusammen mit Messungen im ultravioletten Bereich des Lichtes, bedeuten einen großen Wissenssprung über die Entwicklungsgeschichte des Universums während der letzten zehn Milliarden Jahre", erläutert Fabrizio Nicastro vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics die Bedeutung der Ergebnisse.

Vier unabhängige Forschergruppen haben in der letzten Zeit das Röntgenteleskop dazu benutzt, um dem intergalaktischen Gas auf die Spur zu kommen. Dieses oft mehrere Millionen Grad heiße Gas gehört zu einem gewaltigen System aus dunkler Materie und heißem Gas und prägt quasi die kosmische Landschaft. Allein in der Gaskomponente dürfte sich mehr Materie befinden als in allen Sternen des Universums zusammen. "Wir hatten aus der Urknalltheorie und durch Beobachtungen des frühen Universums sehr deutliche Hinweise darauf, dass dieses Gas auch heute noch existieren muss, aber bislang war es uns nicht gelungen, es aufzuspüren", so Claude Canizares vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).

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Das heiße Gas, das jetzt von Chandra entdeckt wurde, kann den Astronomen auch als Indikator für die vermutete dunkle Materie dienen. So könnte eine Art Karte der Dunkelmaterie-Verteilung im Universum entstehen, was für das Verständnis der Entwicklung des Weltalls von großer Bedeutung wäre. Die kühlere Komponente des Gases war mit Hilfe von Ultraviolett-Teleskopen entdeckt worden, doch ist der heißere Anteil nur mit Röntgen-Teleskopen wie Chandra aufzuspüren. Dabei nutzen die Forscher zwei unterschiedliche Methoden: Zum einen wurde ermittelt, wie sehr das Gas das Licht eines fernen Quasars verdunkelt, es also durch Elemente wie Sauerstoff im Gas absorbiert wird. Daraus können die Forscher bestimmen, welche Temperatur das Gas hat und wie groß Dichte und Masse ist.

Durch Beobachtung zweier verschiedener Quasare gelang zwei Forschergruppen die Entdeckung von Teilen der intergalaktischen Gasschwaden. Dabei stellte sich heraus, dass in einer dieser Gas-Filamente unsere Milchstraße und die Andromeda-Galaxie eingebettet zu sein scheint. Andere liegen einige Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Diese Ergebnisse bestätigen frühere Arbeiten, bei denen die Röntgenstrahlung untersucht wurde, die das heiße Gas selbst aussandte.

Während der ersten Milliarden Jahre des Universums hat sich nach Ansicht der Wissenschaft nur rund 20 Prozent der Materie unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft zu Gruppen und Haufen von Galaxien zusammengetan. Der gesamte Rest sollte - zusammen mit der dunklen Materie - in einem Netz von Filamenten enthalten sein, das die Galaxiengruppen und Galaxienhaufen verbindet. Dieses Gas dürfte nach der Theorie so heiß sein, dass es für optische Teleskope sowie für Infrarot- und Radioteleskope unsichtbar ist. "Aus Computersimulationen wissen wir, dass das meiste fehlende Gas in Filamenten verborgen sein muss", so Smita Mathur von der Ohio State University. "Die meisten dieser Filamente sind zu leuchtschwach um sie zu entdecken, aber es scheint so, dass wir endlich wenigstens ein paar Schatten gesehen haben."

Links im WWW
Chandra, Seite an der Harvard Universität
Chandra, Seite der NASA
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