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Astronomie Licht in der Zone

Quasare, die es eigentlich nicht geben dürfte; die Geburt einer nie gesehenen Galaxie - etliche neue Rätsel verwirren die Astronomen-Zunft.
aus DER SPIEGEL 33/1991

Nicht im Traum«, witzelte der Astronom John Learned von der University of Hawaii, habe er je daran gedacht, sich in seiner Wissenschaft einmal »mit Haien herumschlagen« zu müssen. Nun hat Learned dieses Problem.

Um die Räuber mit dem Kettensägen-Gebiß nicht anzulocken, so rieten Hai-Kenner dem Sternenforscher, solle ein westlich von Hawaii geplantes Astro-Experiment unbedingt mit Gleichstrom betrieben werden: Pulsierender Wechselstrom, warnten die Experten, reize Haie zu kurzschlußträchtigem Kabelverbiß.

Die Ödnis von Wüsten und die Gipfel von Bergen haben Astronomen und Kosmologen für ihre Teleskope erschlossen; auch in der Erdumlaufbahn fühlen sich die Himmelsforscher heimisch. Nun gründeln die Sternengucker 5000 Meter tief auf dem Boden des Pazifik: Von 1993 an wird mit »Dumand« ("Deep Underwater Muon and Neutrino Detector") das denkbar bizarrste Instrument der Astrowissenschaften in Betrieb genommen werden.

Die gewaltigen Wassermassen über dem Detektor sollen Dumand wie ein Schild vor störender Weltraumstrahlung schützen. Weil das aber noch nicht ausreicht, um die flüchtigen Geisterteilchen ("Neutrinos") zu erhaschen, nach denen Dumand fahndet, bedurfte es eines weiteren Tricks: Das Tiefsee-Teleskop blickt nicht durchs Wasser nach oben, sondern gegen den Meeresgrund; die gesamte Erde, erläutert Projektleiter Learned, werde »auf diese Weise zu einem Fischaugenobjektiv«, das die Strahlung von seltenen Himmelserscheinungen wie Schwarzen Löchern und Quasaren nach Art einer Linse sammelt.

Es sind außergewöhnliche Zeiten, die solch ungewöhnliche Instrumente erfordern. »In den kommenden zwei, drei Jahren«, glaubt der britische Astronom Richard McMahon von der Cambridge University, werde die Astrowissenschaft durch neue Instrumente und Forschungstechniken »einen ungeheuren Boom erleben«.

McMahon gehört zu einer Gruppe von Wissenschaftlern, deren aufsehenerregende Entdeckungen derzeit an den Grundfesten gängiger kosmologischer Erklärungsmodelle rütteln: *___Vor wenigen Wochen filterte das Cambridge-Team um ____McMahon aus Teleskop-Aufnahmen von 20 Millionen Sternen ____und Galaxien 20 Quasare, deren Licht vom äußersten Rand ____des Kosmos zur Erde dringt - aus einer Region, in der ____es nach dem bisherigen Verständnis der Astrophysik ____derartige Objekte eigentlich gar nicht geben dürfte. *___Etwa zur selben Zeit entdeckte eine ____britisch-amerikanische Gruppe um den Astrophysiker ____Michael Rowan-Robinson beim Durchforsten ____Hunderttausender von Aufnahmen des Infrarot-Satelliten ____"Iras« ein Objekt, das mit der Energie von 30 000 ____Milchstraßen strahlt: Zeugt das Energiewunder von einer ____nie gesehenen Galaxien-Geburt, oder foppt ein Monstrum ____von einem Quasar die Himmelszunft?

Das Rätsel der Quasare treibt die Astrophysiker um, seit 1963 eine Strahlenquelle mit dem Sternen-Code 3C 273 die Neugier des amerikanischen Astronomen Maarten Schmidt erregte. Wie ein Leuchtfeuer über dem Meer glühte 3C 273 am kosmischen Horizont: ein nur eben sternengroß erscheinendes - »quasistellares« - Objekt, das die Leuchtkraft vieler Galaxien mit jeweils 100 Milliarden Sternen in sich vereint.

Seither entdeckten Astronomen Hunderte solcher rätselhaften Strahler. Deren größtes Geheimnis blieb ungelöst: Welcher Prozeß mag ein Feuer speisen, das aus einem für kosmische Dimensionen punktförmigen Himmelsobjekt (etwa von den Ausmaßen unseres Sonnensystems) eine Strahlenquelle mit der Energie von Hunderten von Galaxien macht?

Schwarze Löcher, so die neueste Hypothese der Astrophysiker, wachsen in den Quasaren wie galaktische Geschwüre. Entsteht im Zentrum einer jungen Galaxie ein Schwarzes Loch, kommt es zum großen Fressen: Wenn der Galaxienkern genügend Materie birgt, bläht sich der Schwarze Gnom im Verlauf von einigen hundert Millionen Jahren zu einem Giganten von einer Milliarde Sonnenmassen auf - nur solch ein kosmischer Blähbauch könne die ungeheuren, punktförmig aufflackernden Energieausbrüche von Quasaren erklären.

Obwohl Quasare dank ihrer phänomenalen Leuchtkraft auch noch aus den fernsten Tiefen des Alls zur Erde strahlen können, muß es nach dem gängigen Kosmos-Verständnis doch Grenzen geben, jenseits derer keine quasaren Feuer mehr leuchten dürften. Aus diesem Grund gilt Experten der Quasar-Nachweis der Cambridge-Gruppe als Sensation: Das Team um McMahon entdeckte Licht in der verbotenen Zone.

Nach dem Urknall-Modell ist das Universum etwa 15 Milliarden Jahre alt. Anfangs kristallisierten sich aus dem kosmischen Feuerball die Bausteine der Materie; später dann Atome, aus denen der Staub hervorging, der im jungen Kosmos zu Sternen und Galaxien verklumpte. Beobachten Astronomen nun Licht, das Milliarden von Jahren benötigte, um von fernen Galaxien zur Erde zu gelangen, so kommt das einer Zeitreise in die Kinderstube des Kosmos gleich.

Ein solcher Blick zurück gelang dem Cambridge-Team bei seiner Rasterfahndung nach Quasaren. McMahon fand kosmische Leuchtfeuer, die etwa eine Milliarde Jahre nach dem mutmaßlichen Urknall gezündet wurden - zu einer Zeit also, als es nach dem Big-Bang-Modell noch gar keine Gebilde wie Quasare hätte geben dürfen. »Die Kosmologen«, erläuterte McMahon seine Entdeckung, »werden nun viele ihrer Thesen zu überprüfen haben.«

Verwirrend erscheint zudem, daß die Quasare »zu Gruppen zusammenballen« (McMahon). Auch diese Beobachtung widerspricht der Big-Bang-These, derzufolge Galaxien einst gleichförmig im Raum verteilt entstanden.

Neue Instrumente, so glaubt McMahon, werden der Himmelsforschung schon bald »weitere harte Nüsse zu knacken« geben. Der Detektor Dumand etwa wird es erlauben, Schwarze Löcher aufzuspüren - zu diesem Zweck wird der Detektor nach Neutrinos forschen, jenen geistergleichen Teilchen, die als Sendboten von galaktischen Katastrophen künden und nahezu ungehindert durch den Kosmos flitzen können.

»Die Neutrino-Kamera mit der gesamten Erde als Filter«, hofft Dumand-Projektleiter Learned, »könnte uns zu wirklich großen Durchbrüchen in der Kosmologie verhelfen.« o

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