Weltraumforschung: Die Spuren des Urknalls gewinnen an Kontur

Das Bild von Plancks erstem „All Sky Survey”: in der Mitte der weiße Streifen der Milchstraßenscheibe

Die kosmische Hintergrundstrahlung hat den Astronomen schon einige Auskünfte über die Frühzeit des Universums geliefert. Mit den Messungen des europäischen Weltraumteleskops Planck, das sich seit dem vergangenen Sommer etwa 1,5 Millionen Kilometer über der nächtlichen Erde bewegt, sollen diese Informationen noch erweitert und verfeinert werden.

Die Strahlung stammt aus der Zeit rund 380 000 Jahre nach dem Urknall. Der Kosmos, der sich damals schon auf ungefähr 3000 Grad abgekühlt hatte, war soeben durchsichtig und damit für die heutigen Astronomen messbar geworden. Die kosmische Hintergrundstrahlung, die von jener Situation zeugt und unter anderem die damalige Verteilung der Materie im Weltall spiegelt, ist heute nur noch mit einer Temperatur von 2,7 Kelvin behaftet, die sich als Mikrowellenstrahlung verrät.

Weltraumteleskop Planck liefert neue Informationen

Die durch unterschiedliche Dichten geprägte Verteilung der Materie im frühen Kosmos macht sich bei den Messungen durch Temperaturunterschiede von hunderttausendstel Grad bemerkbar. Sie zu erfassen stellt höchste Anforderungen an die Instrumente. Mit Planck wird der gesamte Himmel innerhalb von einem Jahr bei neun Wellenlängen im Frequenzbereich von 30 bis 857 Gigahertz erfasst. Insgesamt sind von dem Teleskop vor allem durch höhere Auflösung und größere Empfindlichkeit der Daten 15 Mal so viele Informationen zu erwarten, wie das im Jahr 2001 gestartete amerikanische Weltraumobservatorium WMap (“Wilkinson Microwave Anisotropy Probe“) geliefert hat.

Das jetzt von der europäischen Raumfahrtbehörde Esa vorgestellte Bild des Himmels von Plancks erstem „All Sky Survey“ - der ersten von vier bis Ende 2012 geplanten Durchmusterungen -, das aus Daten vom August 2009 bis zum Juni 2010 gewonnen wurde, ist noch nicht auf die kosmische Hintergrundstrahlung reduziert worden. Diese ist vielmehr überlagert von der Mikrowellenstrahlung im selben Frequenzbereich, die von den astronomischen Objekten in jüngerer Zeit ausgestrahlt wurde.

Ströme kalten Staubes

Insbesondere fällt in der Mitte der weiße Streifen der Milchstraßenscheibe mit all ihren Aktivitätszentren auf. Dieses helle Band enthält überall Zacken, die nach oben und unten weisen - Ströme kalten Staubes, in denen neue Sterne entstehen. Bläulich fällt in den mittleren Breiten die diffuse Emission von Gas und Staub auf.

In den hohen Breiten - oben und unten im Bild - scheint rötlich-gelb die eigentliche kosmische Hintergrundstrahlung mit den farblich abgestuften unterschiedlichen Temperaturen durch, woraus die Astronomen die Materieverteilung im frühen Kosmos herleiten. In den übrigen Bereichen des Bildes muss die überlagerte Strahlung noch herausgerechnet werden. Dies dürfte bei den Planckdaten durch den Vergleich in immerhin neun Frequenzbereichen einfacher und vor allem effektiver möglich sein, als es bei den bisherigen Messkampagnen mit WMap - und vorher mit dem Satelliten Cobe - gewesen ist.

Quelle: F.A.Z.
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