Mit Hilfe des NASA Far Ultraviolet Spectroscopic Explorers
(FUSE) gelang amerikanischen Astronomen ein Blick auf Heliumgas, das vom
Urknall übrig geblieben ist und sich wie ein Spinnennetz durch das
Universum zieht. Die Forscher können hieraus Rückschlüsse auf die
ersten Strukturbildungsprozesse im All ziehen.
FUSE beobachtet einen ferner Quasar.
Bild: A. Feild, F. Summers und G. Kriss (STScI) |
Die Beobachtungen helfen den Astronomen bei der Überprüfung von Theorien über
die Vorgänge nach dem Urknall. Entscheidend dabei ist vor allem, wie sich Materie im
sich ausdehnenden Universum zusammengefunden hat. Die Modelle besagen hier, dass
dies in einer spinnennetzähnlichen Struktur geschah, die den Raum zwischen den
Galaxien ausfüllt. Dank des nun beobachteten Helium kann man diese Strukturen
verfolgen, die allesamt aus winzigen Instabilitäten direkt nach dem Urknall
entstanden."Die sichtbaren Galaxien sind nur die Spitze dieser Strukturen des
frühen Universums", erläutert Gerard Kriss, der das Beobachtungsteam von FUSE
leitet. "Die neuen Beobachtungen zeigen uns nun quasi die Details der Berge und
Täler zwischen den Gipfeln." Zudem bestätigen die FUSE-Beobachtungen Theorien
über die Rolle von Schwarzen Löchern in aktiven Galaxien und heftiger
Sternentstehung. "Die Beobachtungen stimmen extrem gut mit einem hier
entwickelten Modell überein, nachdem das interstellare Medium von Quasaren und
durch Starburst-Galaxien ionisiert wurde", so Michael Shull, Professor an
der Universität von Colorado. Starburst-Galaxien sind Systeme in denen
gerade heftigste Sternentstehung vor sich geht, Quasare sind aktive Galaxien mit
einem gewaltigen Schwarzen Loch im Zentrum.
FUSE gelang es das Helium aufzuspüren, indem das Weltraumteleskop einen etwa
zehn Milliarden Lichtjahre entfernten Quasar beobachtete. Insgesamt
sammelte FUSE 20 Tage lang das Licht des entfernten Objektes, das auf dem Weg
durch das vermeintlich leere All so manche Informationen über die dort
vorhandenen Stoffe mitbekam. Im Spektrum lässt sich dies dann erkennen. Und da
sich das Universum ausdehnt, findet man die Störungen im Spektrum bei
unterschiedlichen Wellenlängen, je nachdem wie weit die Gaswolke von der Erde
entfernt ist.
Die Heliumkerne, so legen die Ergebnisse nahe, entstanden in den ersten
Minuten nach dem Urknall. Durch die Ausdehnung des Universums kühlte sich das
Weltall langsam ab, die Heliumkerne konnten Elektronen einfangen und normale,
neutrale Atome bilden. Später wurde das Gas wieder erhitzt und die Heliumatome
verloren wieder eines ihrer Elektronen. Lange Zeit debattierten Astronomen was
wohl für diese Re-Ionisation verantwortlich war. Um eine Antwort zu finden ist
Helium deutlich besser geeignet als der viel häufigere Wasserstoff, weil Helium
es schafft, ein Elektron zu behalten, was für eine ganze Schar von
aufschlussreichen Signalen im Spektrum sorgt.
Vergleiche von FUSE zwischen interstellaren Helium und Wasserstoff-Wolken zeigen nun,
dass nicht allein Quasare für die frühe Re-Ionisation des Universums
verantwortlich waren, sondern das auch heftige Sternentstehung eine Rolle
gespielt hat. "Dies ist ein sehr wichtiges Ergebnis", meint Dr. Georg
Sonneborn, FUSE-Projektwissenschaftler bei der NASA. "Die Suche nach ionisiertem
Heliumgas und die Gewinnung entsprechender Spektren war eine der Hauptaufgaben
der FUSE-Mission und die ist eindrucksvoll erfüllt worden." Nun soll FUSE noch
andere Quasare anvisieren um so weitere Informationen über die geheimnisvolle
Struktur des Universums zu sammeln.
