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DUNKLE MATERIE
Chandra entdeckt verschwundene Materie
von Rainer Kayser
3. Februar 2005

Dunkle Materie ist nicht dunkle Materie: So ist Astronomen beispielsweise klar, dass nur ein Bruchteil der Gesamtmasse des Universums in Form von "normaler" Materie vorliegt - der große Rest ist so genannte Dunkle Materie oder Dunkle Energie. Doch auch von einem Teil der "normalen" Materie fehlte bislang ein beträchtlicher Teil. Dank des Röntgenteleskops Chandra könnte der aber nun gefunden worden sein.



Chandra-Aufnahme von Mkn 421, einem Quasar in 400 Millionen Lichtjahren Entfernung. Bild: NASA / SAO / CXC / F.Nicastro et al.

 

Schematische Darstellung, wie das Licht von Mkn 421 auf dem Weg zur Erde durch die zwei Gaswolken absorbiert wurde.
Bild: CXC / M.Weiss

Die Astronomen wissen aus unterschiedlichsten Messungen ziemlich genau, wie viel gewöhnliche Materie - Neutronen, Protonen und Elektronen, also der Stoff aus dem Sterne, Planeten und Menschen gemacht sind - beim Urknall vor 14 Milliarden Jahren entstanden ist. Doch sichtbar in Form von Sterne und leuchtenden Gaswolken ist nur die Hälfte davon - die andere Hälfte scheint im Verlauf der kosmischen Geschichte verloren gegangen zu sein. Nun gelang es amerikanischen Forschern, die verlorene Materie aufzuspüren: Sie bildet extrem heiße Gasströme zwischen den Galaxien. Die Forscher veröffentlichen ihre Entdeckung in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts Nature.

Solche heißen Gasströme - ihre Temperaturen liegen im Bereich von mehreren Hunderttausend bis zu Millionen Grad - kennen die Astronomen bereits aus der Umgebung unserer Milchstraße. Auch hatten Computersimulationen der kosmischen Entwicklung gezeigt, dass nach der Entstehung der ersten Galaxien ein großer Teil der Materie als heiße Gaswolken im Kosmos vagabundieren könnte. Doch bislang war es nicht gelungen, diese Gasströme außerhalb unserer kosmischen Nachbarschaft aufzuspüren und so ihre Gesamtmasse zu bestimmen.

Das gelang jetzt Fabrizio Nicastro vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Boston und seinem Team. Die Wissenschaftler stießen in Daten des Röntgensatelliten Chandra auf die Spuren der fehlenden Materie. Chandra hatte in den Jahren 2002 und 2003 einen Röntgenstrahlungs-Ausbruch der aktiven Galaxie Markarian 421 aufgenommen. Die Strahlung des Ausbruchs, so fanden Nicastro und seine Kollegen bei ihrer Analyse der Daten heraus, wurde teilweise durch zwei eine Million Grad heiße Gaswolken absorbiert, die zwischen uns und Markarian 421 liegen.

Aus der Stärke der Absorption konnten die Forscher die Größe und Masse der Wolken ableiten. Sind diese typisch für beliebige Sichtlinien im Kosmos, so ergibt sich, dass solche heißen Gaswolken insgesamt genau die gesuchte fehlende Materie enthalten. Allerdings erlöst diese Entdeckung die Kosmologen nur von einem kleinen Teil des Problems der fehlenden Masse im Universum: Die normale Materie aus Neutronen, Protonen und Elektronen macht nur vier Prozent des Kosmos aus - den Rest bilden die so genannten Dunkle Materie und Dunkle Energie. Und von diesen rätselhaften Bestandteilen fehlt weiterhin jede Spur.

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