Ein internationales Team aus Astronomen, darunter auch Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und von der Hamburger Sternwarte, hat mehr als 200.000 Galaxien untersucht und dabei die Energie, die in einem großen Teil des Weltalls erzeugt wird, genauer als jemals zuvor gemessen. Die Studie stellt die bisher umfangreichste Auswertung des Energieausstoßes des nahen Universums dar. Sie bestätigt, dass die Energiemenge, die heutzutage im untersuchten Teil des Universums abgegeben wird, nur die Hälfte des Wertes von vor zwei Milliarden Jahren beträgt. Außerdem fanden die Wissenschaftler heraus, dass dieses Phänomen gleichermaßen alle Wellenlängen vom Ultravioletten bis zum fernen Infrarot betrifft. Das Universum stirbt sozusagen langsam.

An den Beobachtungen waren viele der leistungsstärksten Teleskopen der Welt beteiligt, darunter die VISTA- und VST-Durchmusterungsteleskope am Paranal-Observatorium der ESO in Chile. Unterstützende Beobachtungen wurden mit insgesamt drei Weltraumteleskopen durchgeführt, zwei davon werden von der NASA betrieben (GALEX und WISE) und ein weiteres von der Europäischen Weltraumagentur ESA (Herschel) [1].

Die Studie ist Teil des Galaxy And Mass Assembly-Projekts (GAMA), der größten Durchmusterung über mehrere Wellenlängenbereiche, die je durchgeführt wurde.

“Wir haben so viele weltraum- und bodengebundene Teleskope wie möglich genutzt, um die Energieabgabe von über 200.000 Galaxien über einem möglichst breiten Wellenlängenbereich zu messen“, erklärt Simon Driver vom ICRAR an der University of Western Australia, der das GAMA-Team leitet.

Die Daten aus der Durchmusterung, die heute Astronomen aus der ganzen Welt zugänglich gemacht wurden, beinhalten Messungen des Energieausstoßes von jeder einzelnen Galaxie bei 21 verschiedenen Wellenlängen, vom Ultravioletten bis hin zum fernen Infraroten. Diese Datensätze werden zu einem besseren Verständnis darüber führen, wie verschiedene Arten von Galaxien entstehen und sich entwickeln.

Sämtliche Energie im Universum wurde im Urknall erzeugt, zu einem gewissen Anteil eingeschlossen in Masse. Sterne leuchten, indem sie Masse zurück in Energie umwandeln, wie es von Einsteins berühmter Formel E=mc2 beschrieben wird [2]. GAMA hat damit begonnen, sämtliche Energie, die innerhalb eines großen Bereichs des Weltraums heute und zu unterschiedlichen Zeiten in der Vergangenheit erzeugt wurde, aufzuzeichnen und zu modellieren.

“Während die meiste Energie, die im Universum vorhanden ist, in der Folgezeit des Urknalls entstanden ist, wird ständig zusätzliche Energie dadurch erzeugt, dass Sterne Elemente wie Wasserstoff oder Helium verschmelzen“, ergänzt Driver. „Diese neue Energie wird entweder auf ihrer Reise durch die Heimatgalaxie der Sterne von Staub absorbiert oder entweicht in den intergalaktischen Raum und ist solange unterwegs, bis sie auf etwas trifft, wie beispielsweise einen anderen Stern, einen Planeten, oder mitunter, wenn auch sehr selten, einen Teleskopspiegel.“

Die Tatsache dass das Universum langsam dahinschwindet, ist bereits seit der späten 1990er Jahren bekannt, jedoch zeigt dieneue Studie, dass dies vom Ultravioletten bis zum Infraroten gleichermaßen geschieht und stellt damit die umfassendste Untersuchung des Energiehaushalts im nahen Universum dar.

“Das Universum wird fortan zunehmend verfallen und langsam alt werden. Das Universum hat es sich im Prinzip schon auf dem Sofa gemütlich gemacht, eine Decke übergezogen und ist dabei für immer und ewig einzunicken“ folgert Driver.

Mithilfe eines Verbands neuer  Observatorien einschließlich dem größten Radioteleskop der Welt, dem Square Kilometre Array, das in Australien und Südafrika innerhalb des nächsten Jahrzehnts gebaut werden soll, hofft das GAMA-Team darauf, seinen Ansatz die Energieerzeugung zu kartieren auf die gesamte Geschichte des Universums ausweiten zu können.

Das Team wird seine Arbeit am Montag, den 10. August 2015, auf der XXIX. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union in Honolulu auf Hawaii präsentieren.

Endnoten

[1] Die Teleskope und Durchmusterungsdaten, die verwendet wurden, in aufsteigender Reihenfolge ihrer Wellenlängen: GALEX, SDSS, VST (KiDS-Durchmusterung), AAT, VISTA (VIKING-Durchmusterung)/UKIRT, WISE, Herschel (PACS/SPIRE).

[2] Ein großer Teil des Energieausstoßes des Universums stammt aus Kernfusion in Sternen, bei der Masse langsam in Energie umgewandelt wird. Eine andere Hauptquelle sind die sehr heißen Scheiben um Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien, wo in Quasaren und anderen aktiven Galaxienkernen Gravitationsenergie in elektromagnetische Strahlung umgewandelt wird. Deutlich langwelligere Strahlung stammt aus riesigen Staubwolken, die die Energie der Sterne in ihrem Inneren zurückstrahlen.

Quelle: ESO