"Hubble"-Bilder: Tiefer Blick ins All lässt Dunkle Energie erahnen

Hunderttausende Galaxien haben Astronomen mit Hilfe des "Hubble"-Weltraumteleskops untersucht. Das Ergebnis ist einer der wenigen handfesten Beweise, dass das All immer schneller wächst - und dass die mysteriöse Dunkle Energie dabei eine entscheidende Rolle spielt.

"Hubble"-Fotos: Wie das All wächst Fotos
NASA / ESA / P. Simon / T. Schrabback

Die Forscher sprechen von der bisher umfassendsten Analyse von Daten aus der größten Himmelsuntersuchung, die das "Hubble"-Weltraumteleskop jemals durchgeführt hat. 446.000 Galaxien haben Tim Schrabback vom niederländischen Leiden Observatory und seine Kollegen untersucht, die "Hubble" in rund 1000 Beobachtungsstunden auf 575 Bilder gebannt hatte. Hinzu kamen Daten über 194.000 weitere Galaxien, die erdgebundene Observatorien ins Visier genommen hatten.

"Die schiere Zahl an Galaxien ist bei dieser Art von Analyse ohne Beispiel", sagt Patrick Simon von der Edinburgh University, ein Mitglied des 22-köpfigen Forscherteams. "Aber noch wichtiger ist die Menge an Informationen, die wir über die unsichtbaren Strukturen des Universums gewonnen haben."

Erstmals haben die Astronomen die Daten des Weltraumteleskops benutzt, um den sogenannten Schwachen Gravitationslinseneffekt zu erforschen und mit seiner Hilfe die Ausdehnung des Alls zu charakterisieren. Der Effekt besteht darin, dass massive Objekte wie Sterne oder Galaxien den Raum krümmen - und damit das Licht von Objekten ablenken, die von der Erde aus gesehen hinter ihnen liegen (siehe Fotostrecke). Durch die großflächige Analyse der optischen Verzerrungen von Galaxien konnten die Forscher Verteilung der Masse über große Distanzen messen, wie es in einem Artikel heißt, der demnächst im Fachblatt "Astronomy & Astrophysics" erscheinen soll.

Neuer Beweis für das immer schnellere Wachstum des Kosmos

Die Größe der Untersuchung habe auch einen weiteren Beweis dafür geliefert, dass der Kosmos sich immer schneller ausdehnt. Für den mysteriösen Effekt gibt es bisher nur eine Handvoll unabhängiger Bestätigungen. Edwin Hubble hatte 1929 nachgewiesen, dass das Universum keineswegs statisch ist, sondern sich ausdehnt. Später wurde klar, dass es das mit immer größerer Geschwindigkeit tut - warum, wissen Astronomen bis heute nicht genau.

Der gängigen Theorie zufolge ist die Dunkle Energie für das Phänomen verantwortlich. Sie soll immerhin rund 70 Prozent der Gesamtmasse des Universums ausmachen, wurde aber noch nie direkt nachgewiesen. Durch Projekte wie die aktuelle "Hubble"-Untersuchung können Forscher aber die Entwicklung von Materieklumpen im All zurückverfolgen - denn je tiefer sie ins Universum hineinblicken, desto weiter schauen sie auch in die Vergangenheit. Das Licht der am weitesten entfernten Galaxien war mehr als 13 Milliarden Jahre zur Erde unterwegs und zeigt, wie die Sternsysteme in der Frühzeit des 13,7 Milliarden Jahre alten Kosmos ausgesehen haben.

Durch diese Art der kosmischen Archäologie hoffen Astronomen festzustellen, wie die Schwerkraft die Materie zusammenhält und die ihr entgegenwirkende Dunkle Energie die großen Himmelskörper im Lauf der Jahrmillionen geformt haben. "Die Dunkle Energie beeinflusst unsere Messungen aus zwei Gründen", erklärt Benjamin Joachimi von der Universität Bonn. "In ihrer Gegenwart wachsen Galaxienhaufen langsamer, und das Universum dehnt sich anders aus. Es entsteht eine größere Zahl weit entfernter Galaxien. Unsere Analyse schließt beide Effekte ein."

Dreidimensionales Bild des Alls

Zusätzlich zu den "Hubble"-Daten haben erdgebundene Teleskope Informationen über die sogenannte Rotverschiebung von Galaxien geliefert. Sie ist entscheidend bei der Messung der Distanz zu einer Galaxie. Je weiter eine Lichtquelle entfernt ist, desto rötlicher erscheint ihr Licht auf der Erde, da die Lichtwellen aufgrund der immer schnelleren Ausdehnung des Universums gestreckt werden.

Die Kombination von Gravitationslinseneffekt und Rotverschiebung führt nun zu einer präziseren Messung der Entfernungen zu den Galaxien - und zu einer besseren Karte des Universums. "Vorher wurden die meisten Studien in zwei Dimensionen durchgeführt - wie ein Röntgenbild", sagt William High von der Harvard University. "Unsere Untersuchung ist eher wie eine dreidimensionale Rekonstruktion des Skeletts durch einen CT-Scan. Darüber hinaus können wir das Skelett aus Dunkler Materie reifen sehen - von der Jugend des Universums bis in die Gegenwart."

mbe

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Hubble: Spektakuläre Bilder aus den Tiefen des Weltalls

Fotostrecke
Neue Fotos: "Hubble" reloaded
"Hubbles" bewegte Geschichte
April 1990
An Bord der Raumfähre "Discovery" wird "Hubble" ins All geschossen. Benannt ist das Teleskop nach dem 1953 gestorbenen US-Astronomen Edwin Hubble.
Juni 1990
"Hubble" sorgt zunächst für eine große Enttäuschung. Das Gerät liefert nur unscharfe Bilder. Der Hauptspiegel des Teleskopes war defekt. Durch einen falsch geschliffenen Messstab kam es zu einer Abweichung von 1,3 Millimetern - für optische Präzisionsgeräte fatal. Der Fehler verhinderte die Fokussierung, so dass die lang ersehnten Bilder aus dem All zunächst völlig nutzlos waren. John Campbell, Chef des Flug-Direktoriums, erinnerte sich später: "Die Häme ging so weit, dass man damals nicht zugab, Mitarbeiter der Hubble-Mission zu sein."
1993
Die Reparaturarbeiten beginnen. Astronauten der Raumfähre "Endeavour" installieren Linsen, die "Hubbles" Sehschwäche korrigieren. Fünf Tage lang reparierte die Besatzung und verhinderte so, dass der sehschwache Krüppel zum Milliarden-Flop wurde. US-Astronom Edwin Turner nannte die Mission damals "ein gewaltiges Vabanquespiel".
1995
"Hubble" liefert sensationelle Bilder aus dem sogenannten Adlernebel. Nie zuvor gab es so genaue Einblicke in die Geburt von Sternen.
1997-2002
Drei weitere Instandsetzungsmission finden statt.
2004
Die fünfte und letzte geplante Instandsetzungsmission wird nach der Explosion der "Columbia" abgesagt. Das "Hubble"-Projekt wird ausgesetzt.
2006
Die NASA nimmt das Projekt wieder auf und plant zunächst eine Roboter-Mission, um "Hubble" auf den neuesten Stand zu bringen.
2008
"Hubble" fällt aus und sendet vorübergehend keine Bilder. Durch den Ausfall verzögert sich der letzte Flug zu dem Teleskop um sieben Monate.
2009
Die lange umstrittene Reparatur von "Hubble" wird im Mai endlich durchgeführt. Astronauten der Raumfähre "Atlantis" ersetzen kaputte Teile und rüsten das Teleskop auf. Die Operation war ein voller Erfolg: Im September veröffentlichen Astronomen die ersten Fotos nach der Reparatur -: sie sind spekakulär.
Nach 2020
Mit einem Sturz in den Pazifik soll die Geschichte des "Hubble"-Teleskops enden.