Blick durch die kosmische Duschtür

Wer genau hinsieht, entdeckt im Universum merkwürdige Kräfte am Werk.

Da rotieren Galaxien um sich selbst, ohne dass Fliehkräfte sie in Stücke reißen. Und Galaxien scheinen untereinander mit unsichtbaren Gummibändern verbunden zu sein.

Der Kosmos ist voller unsichtbarer Anziehungskräfte. Seit einigen Jahren vermuten Astronomen daher riesige Mengen dunkler Materie im All, deren Schwerkraft den unerklärlichen Kitt zwischen Sternen und Galaxien bilden soll.

Mehr als 80 Prozent der Masse im Weltraum ist unsichtbar, haben Präzisionsmessungen in den vergangenen Jahren gezeigt.

Mit Hilfe des Hubble-Teleskops hat nun eine Gruppe von Astronomen erstmals eine dreidimensionale Karte des Weltraums erstellt, auf der Netzwerke dunkler Materie erkennbar sind.

Bildstrecke Das Hubble-Teleskop

Das Ergebnis wurde am Sonntag auf der Jahrestagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft in Seattle präsentiert.

Das zehnköpfige Team um Richard Massey vom California Institute of Technology machte sich dabei einen Effekt zunutze, der auf Albert Einstein und seine allgemeine Relativitätstheorie zurückgeht. Demnach werden auch Lichtstrahlen von Gravitationskräften beeinflusst.

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Die dreidimensionale Verteilung von dunkler Materie im Universum. Die Karte zeigt ein loses Netzwerk von Filamenten dunkler Materie, die unter der Wirkung der Gravitation kollabieren und „verklumpen“. (Foto: Nasa/Esa/R.Massey)

Weil dunkle Materie ebenso wie die sichtbaren Sterne Raum und Zeit leicht verbiegt, kann man unsichtbare Masse indirekt messen:

Sie verzerrt das Licht dahinterliegender Sterne und Galaxien so wie eine geriffelte Duschtür aus Glas. Die Astronomen des "Cosmic Evolution Survey"-Projekts haben sich diesen Effekt zunutze gemacht und eine Fläche des Firmaments vermessen, die achtmal so groß ist wie der Vollmond.

Es ist das aufwendigste Beobachtungsprojekt, das je mit dem Hubble-Teleskop unternommen wurde. Formen von mehr als 500 000 entfernten Galaxien wurden vermessen.

Es gelang sogar, das Segment in unterschiedlich alte Schichten aufzuteilen und zu zeigen, wie sich die Verteilung dunkler Materie im All in den vergangenen sieben Milliarden Jahren entwickelt hat.

Hierzu kombinierten die Hubble-Forscher ihre Daten unter anderem mit Messungen des europäischen Very Large Telescope VLT in Chile.

Das Ergebnis: Dunkle Materie verklumpt im Lauf der Jahrmilliarden. Projektleiter Massey nennt die dunkle Materie "das Gerüst, in dem die Sterne und Galaxien geformt wurden." Parallel zu den Hubble-Messungen wurde auch der europäische Röntgensatellit XMM/Newton auf das untersuchte Sternenfeld gerichtet.

"Damit konnten wir feststellen, dass sich die meisten Atomkerne der auf der Erde bekannten Materie dort sammeln, wo die dunkle Materie am dichtesten ist", sagt Günther Hasinger vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, der die Röntgenbeobachtungen leitete. Woraus dunkle Materie aber besteht, das bleibt weiterhin unklar.

(SZ vom 8.1.2007)

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