Hälfte der Materie im Universum vermisst:
Forscher finden eine Spur

Ein langjähriges Rätsel der Kosmologie scheint kurz vor seiner Lö­sung zu stehen: Bisher vermisste man etwa die Hälfte der normalen Materie und hatte keine rechte Idee, wo diese zu finden sein soll - doch nun haben neue Beobachtungen eine Spur offenbart.

Riesige Mengen Wasserstoff

Es geht hier allerdings nicht um die Dunkle Materie, die bisher vor allem ein theoretisches Konzept ist, was sich aus den Bewegungen im Universum ableitet. Auch ein großer Teil der herkömmlichen, "sichtbaren" Materie galt bisher als verschwunden. Neue Messungen deuten nun darauf hin, dass diese in Form von extrem dünnem, ionisiertem Wasserstoffgas existiert, das als unsichtbare Halo Galaxien umgibt.

Ein internationales Forscherteam unter Leitung der Astrophysikerin Boryana Hadzhiyska von der University of California, Berkeley, hat mithilfe neuester Daten Hinweise auf dieses schwer fassbare Gas gefunden. Ihre Erkenntnisse könnten nicht nur auf eine bedeutende Lücke im Verständnis der Materieverteilung seit dem Urknall vor 13,6 Milliarden Jahren schließen, sondern auch das Bild von den Aktivitäten supermassereicher Schwarzer Löcher verändern. Diese scheinen Gasströme bis zu fünfmal weiter ins All zu schleudern als bisher angenommen.


Um das kaum messbare Signal des ionisierten Wasserstoffs nachzuweisen, setzten die Wissenschaftler eine raffinierte Technik ein: Sie überlagerten Bilder von etwa sieben Millionen besonders leuchtkräftigen, roten Galaxien, um subtile Veränderungen in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB) sichtbar zu machen. Diese entstehen durch den sogenannten kinematischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekt, bei dem Elektronen in heißem Gas das Licht der CMB streuen und dabei winzige Temperaturunterschiede verursachen.

Kleinste Strahlungsschwankungen

"Wenn wir weiter von der Galaxie wegschauen, scheint sich die fehlende Materie wiederzufinden", erklärt Hadzhiyska. Ihr Kollege Simone Ferraro vom Lawrence Berkeley National Laboratory ergänzt: "Unsere Messungen stimmen mit dem Bild überein, dass wir die komplette Menge des bislang vermissten Gases aufgespürt haben."

Die Bilddaten stammen aus der DESI-Kartierung am Kitt-Peak-Observatorium in Arizona, während die CMB-Messungen mit dem inzwischen stillgelegten Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Chile durchgeführt wurden. Insgesamt waren 75 Forschende weltweit an der Studie beteiligt, die derzeit noch im Peer-Review-Prozess für das Fachjournal Physical Review Letters ist. Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, wäre ein großer Schritt im Verständnis des kosmischen Materiehaushalts getan - und eine der hartnäckigsten Lücken im Standardmodell der Kosmologie geschlossen.


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