H2356-309

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

Entdeckung im Röntgenlicht weist auf den Ort der fehlenden Materie

Illustration: NASA/CXC/M. Weiss – Spectrum: NASA/CXC/Univ. of California Irvine/T. Fang et al.

  • Forscher haben mit zwei Röntgenteleskopen (Chandra und XMM-Newton) Hinweise für die „fehlende Materie“ im näheren Universum gefunden
  • Diese Materie besteht aus heißem, diffusem Gas, das als WHIM (warm-heißes intergalaktisches Medium) bekannt ist
  • Um zu diesem Ergebnis zu gelangen, untersuchten die Forscher Röntgenlicht von einem weit entfernten Quasar, das eine „Mauer“ aus Galaxien durchquerte, die ungefähr 400 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist

Wissenschaftler haben mittels NASA’s Chandra-Röntgen-Observatorium und ESA’s XMM-Newton einen gewaltigen Vorrat aus Gas aufgespürt, das entlang einer mauerförmigen Struktur aus Galaxien liegt, die ungefähr 400 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist. In dieser künstlerischen Darstellung ist eine Nahansicht der sogenannten Sculptor-Mauer dargestellt. Spiralgalaxien und elliptische Galaxien sind in der Mauer gemeinsam mit dem neu entdeckten intergalaktischen Gas, Teil des sogenannten warm-heißen intergalaktischen Mediums (WHIM), in blau gezeigt, dargestellt. Diese Entdeckung ist der bislang stärkste Anhaltspunkt dafür, daß die „fehlende Materie“ im näheren Universum in einem gewaltigen Netz aus heißem, diffusen Gas verborgen ist.

Die Röntgenstrahlung des WHIM in dieser Mauer ist für eine Messung zu schwach, deshalb wurde nach Absorption von Licht aus einer hellen Hintergrundquelle durch das WHIM mittels tiefer Beobachtungen mit Chandra und XMM-Newton gesucht. Diese Hintergrundquelle ist ein schnell wachsendes supermassereiches Schwarzes Loch, weit jenseits der Mauer in etwa zwei Milliarden Lichtjahren Entfernung gelegen. Dieses ist in der Illustration als sternartige Quelle gezeigt, von der Licht durch die Sculptor-Mauer Richtung Erde gelangt.

Ein Röntgenspektrum der Hintergrundquelle zeigt der Einschub, bei dem die gelben Punkte die Chandra-Daten und die rote Linie das beste Modell für das Spektrum präsentiert, nachdem alle Daten von Chandra und XMM-Newton eingearbeitet wurden. Der Abfall der Röntgenstrahlung auf der rechten Seite des Spektrums geht mit Absorption durch Sauerstoffatome in dem WHIM, das in der Sculptor-Mauer enthalten ist, einher. Die Eigenschaft der Absorption stimmt sowohl mit der Entfernung der Sculptor-Mauer als auch mit der vorausgesagten Temperatur und Dichte des WHIM überein. Dieses Ergebnis gibt Wissenschaftlern die feste Überzeugung, daß WHIM auch in anderen großräumigen Strukturen zu finden ist.

Ihr Ergebnis bekräftigt Vorhersagen, daß ungefähr die Hälfte der normalen Materie im lokalen Universum ein einem vom WHIM gebildeten Netz aus heißem, diffusem Gas zu finden ist. Normale Materie – die sich von Dunkler Materie unterscheidet – besteht aus Teilchen wie Protonen und Neutronen, die auf der Erde, in Sternen, in Gas und so weiter gefunden werden. Eine Viel-zahl an Messungen haben eine gute Abschätzung über die vorhandene Menge dieser „normalen Materie“ erbracht, als das Universum nur wenige Milliarden Jahre alt war. Jedoch hat eine Inventur im nahen Universum nur etwa halb so viel normale Materie ergeben, ein irritierend großer Fehlbetrag.

  • Kurzinformation:
  • Category: Quasars & Active Galaxies
  • Coordinates (J2000): RA 23h 59m 07.9s | Dec -30° 37´ 41.00″
  • Constellation: Sculptor
  • Instrument: HRC-LETG
  • Distance Estimate: about 2 billion light years
  • Release Date: May 11, 2010
  • References: T. Fang et al. “Confirmation of X-ray Absorption by Warm-Hot Intergalactic Medium in the Sculptor WallThe Astrophysical Journal 714, Number 2