Röntgenstrahlung ermöglicht inzwischen einen entscheidenden Einblick in die „fehlenden“ Bestandteile des normal sichtbaren Universums
Röntgenstrahlung ermöglicht inzwischen einen entscheidenden Einblick in die „fehlenden“ Bestandteile des normal sichtbaren Universums – jene sogenannten baryonischen Materien, die bislang zwischen Galaxien unsichtbar blieben:
Hintergründe & Entdeckung
1. Was sind diese „fehlenden“ Baryonen?
- Kosmologische Messungen (Urknall, Hintergrundstrahlung) sagen, normale Materie (Protonen & Neutronen) sei 5 % des Universums.
- Beobachtet wurde jedoch nur etwa die Hälfte davon. Die restlichen 30–40 % waren unsichtbar
2. Wo stecken sie?
- Theoretische Modelle prognostizieren, dass diese Materie in dünnen, heißen Gasfilamenten – Teil des WHIM (Warm-Hot Intergalactic Medium) – steckt
- Das Gas ist extrem heiß (10⁵–10⁷ K), ionisiert und sehr diffus – es emittiert schwache Röntgenstrahlung.
3. Wie wurden sie nachgewiesen?
- XMM-Newton und Chandra beobachteten Quasare, deren Röntgenspektren leicht von ionisiertem Sauerstoff (z. B. OVII) im WHIM absorbiert wurden
- In Galaxienhauf-Filamenten wie zwischen Abell 222 und 223 wurde das heiße Gas direkt als Brücke entdeckt
- Auch der Sichtbarkeitsweg von Fast Radio Bursts (FRBs) wird zur Bestimmung der gesamten baryonischen Materiedichte genutzt: Radiopulse werden durch die Ionendichte gestreut. 69 FRBs zeigten, dass ~76 % der normalen Materie in intergalaktischem Plasma steckt, 15 % in Galaxienhalos, nur 9 % in Galaxien selbst
Bedeutung der Ergebnisse
- Röntgenastronomie bestätigt das Standardmodell: Die baryonische Materiekurve stimmt nun mit den früheren Theorien überein .
- Fragen beantwortet, neue eröffnet: Wir wissen nun, wo die normale Materie ist – der Fokus kann sich auf die Natur der Dunklen Materie und Energie richten
Ausblick
- Zukünftige Röntgenobservatorien wie Athena (ESA) und eROSITA (SRG) sollen diese filigranen Strukturen mit noch höherer Präzision kartieren
- Kombination von X‑Ray Spektroskopie und FRB-Dispersion liefert ein umfassendes Bild des baryonischen Universums.
Fazit
Dank moderner Röntgenteleskope und neuartiger Methoden sind die langen gesuchten baryonischen Materien, die in Form heisser, dünner Gasfilamente das kosmische Netz durchziehen, nun nachgewiesen. Etwa 75 % der normalen Materie befinden sich zwischen den Galaxien, ein brillantes Beispiel, wie Licht vieler Wellenlängen unser Verständnis des Universums stetig erweitert.
