Wo der Staub das Licht frisst
Partikel im Universum schlucken die Hälfte der Energie, die die Sterne produzieren
Die Galaxien des Universums leuchten in Wirklichkeit
doppelt so hell, wie sie von der Erde aus erscheinen. Das hat ein
internationales Astronomenteam mit Hilfe eines neuen Modells gezeigt.
Verantwortlich für die unerwartet starke Verdunklung ist der interstellare Staub:
Er schluckt etwa die Hälfte der Energie, die die Sterne in den Galaxien
durch Kernfusion produzieren. Das Modell, mit dem die Verteilung des
Staubs in den Galaxien genauer als zuvor berechnet werden kann, erlaubt
erstmals, verschiedene Messwerte miteinander in Einklang zu bringen und
eine ausgeglichene Energiebilanz für das Universum zu berechnen. Über
ihre Arbeit berichten Richard Tuffs vom Max-Planck-Institut für
Kernphysik in Heidelberg und seine Kollegen.
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Der neuen Entwicklung vorangegangen war eine lange Diskussion, die sich an einer Reihe von unerklärbaren Messwerten entzündet hatte: Wenn Sternenlicht auf interstellare Staubpartikel fällt, wird es teilweise von diesen verschluckt. Dabei erwärmen sich die Teilchen und geben die Energie anschließend in Form von Wärmestrahlung wieder ab. Genau diese Wärmestrahlung überstieg jedoch in einigen Fällen scheinbar den gesamten Energieausstoß der Sterne. "Sie können aber nicht mehr Energie herausbekommen, als Sie hineinstecken", erläutert Studienleiter Simon Driver von der schottischen St. Andrews-Universität. "Somit wussten wir, dass da etwas gehörig nicht stimmte."
Was nicht stimmte, war laut der neuen Messungen der Anteil an Energie, den die Staubkörner verschluckten. Um diesen genauer berechnen zu können, erforschten die Wissenschaftler zuerst, wie viel Staub in den einzelnen Bereichen der Galaxien – ihrer Scheibe und ihrem Kern – existiert und wie dieser jeweils die Strahlung der Sterne beeinflusst. Zusätzlich flossen in das Modell noch die Winkel ein, in denen die Galaxien zur Erde stehen. Anschließend testeten die Forscher den Entwurf, indem sie in über 10.000 Galaxien die gemessene und die korrigierte Energiemenge verglichen. Das Resultat: Die Differenz zwischen den beiden Werten entsprach genau der Energie, die der Staub als Wärmestrahlung aussendete.
Konsequenzen hat die Entdeckung vor allem für die Berechnung der Vorgänge in den Galaxienkernen, erläutern die Forscher. Hier schluckt der Staub besonders viel Strahlung, denn die Zentren geben zum Teil fünfmal mehr Energie ab, als die bisherigen Messwerte vermuten lassen. Demnach müsse auch mehr Sternmasse in den Kernen verborgen sein, so das Fazit der Wissenschaftler. Als nächstes sollen nun gezielt einzelne Galaxien untersucht werden. Dazu wollen die Forscher das demnächst in Betrieb gehende VISTA-Teleskop in Chile und den Infrarotsatelliten Herschel, der Ende Juli starten soll, verwenden: "VISTA erlaubt uns, geradewegs durch den Staub zu blicken, während Herschel direkt die Staubstrahlung nachweisen wird", erläutert Jochen Liske von der Europäischen Südsternwarte ESO, der ebenfalls an der Studie beteiligt war.
Simon Driver (Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg) et al.: Astrophysical Journal Letters, Bd. 678, S. L101
ddp/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
