Radioblitze enttarnen riesige Mengen vermisster Materie im Universum

Manchmal geht es dann plötzlich ganz schnell: Ein jahrzehntealtes Rätsel der Kosmologie scheint gelöst. Ein internationales For­scher­team hat mithilfe schneller Radioblitze (FRBs) endlich die lange vermisste "normale" Materie im Universum aufgespürt.

Gaswolken zwischen den Galaxien

Dabei handelt es sich nicht um die rätselhafte Dunkle Materie, sondern um gewöhnliche Materie, die aus Atomen besteht und theoretisch sichtbar sein müsste. In den Modellen, die sich aus der Gravitations-Verteilung und anderen Eckpunkten ergeben, fehlt immerhin ein signifikanter Teil der zu erwartenden Materie im Universum - es handelt sich immerhin um etwa die Hälfte der Gesamtmasse.

Das Problem: Diese baryonische Materie ist einfach zu diffus verteilt, um direkt beobachtet zu werden. Sie befindet sich hauptsächlich im intergalaktischen Raum und in riesigen Gaswolken, die die Galaxien umgeben. Einen Teil glaubte man kürzlich bereits in der weiteren Umgebung von Galaxien gefunden zu haben. Die neuen Forschungsergebnisse zeigen nun, dass etwa 76 Prozent dieser vermissten normalen Materie im intergalaktischen Medium liegt, weitere 15 Prozent in galaktischen Halos - und lediglich 9 Prozent innerhalb der Galaxien selbst.


Die Entdeckung gelang jetzt durch die Analyse von 69 FRBs, kurzen, aber extrem energiereichen Ausbrüchen von Radiowellen, die aus fernen Galaxien stammen. Diese Radioblitze, die oft nur Millisekunden dauern, durchdringen auf ihrem Weg zur Erde kosmisches Gas - und verraten durch die Art und Weise, wie ihr Licht dabei gestreut wird, wie viel Materie dazwischenliegt. Liam Connor vom Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian erklärt: "FRBs leuchten wie Scheinwerfer durch den Nebel des intergalaktischen Raums. Indem wir messen, wie das Licht verzögert wird, können wir diesen Nebel gewissermaßen wiegen."

Warten auf neue Teleskope

Entscheidend war dabei die präzise Lokalisierung der Ursprungsorte dieser Radioblitze, was mithilfe von Teleskopnetzwerken wie dem Deep Synoptic Array (DSA) in Kalifornien und dem australischen ASKAP gelang. Ergänzend kamen optische Beobachtungen vom Keck-Observatorium auf Hawaii und dem Palomar-Observatorium zum Einsatz.

Die Ergebnisse stimmen mit bisherigen Simulationen zur Entwicklung des Universums überein - sind aber der erste direkte Beobachtungsnachweis dieser Verteilung. Für Mitautor Vikram Ravi vom Caltech ist das erst der Anfang: Zukünftige Projekte wie das geplante DSA-2000, ein Radioteleskop in der Wüste Nevadas, sollen jährlich bis zu 10.000 FRBs erfassen - und damit ein neues Fenster in die Struktur des Kosmos öffnen.


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