Quasare erwärmten jungen Kosmos

Ganz gegen den Trend der Expansion stieg die Temperatur des intergalaktischen Gases um 4000 Grad in zweieinhalb Milliarden Jahren

Kosmische Erwärmung
Kosmische Erwärmung

Cambridge (Großbritannien) - Eigentlich kühlt sich das Universum durch die kosmische Expansion seit dem Urknall stetig ab. Doch eine Milliarde Jahre nach dem Urknall begann sich der Trend umzukehren: Im Verlauf von zweieinhalb Milliarden Jahren stieg die Temperatur des intergalaktischen Gases von 8000 wieder auf 12.000 Grad Celsius an. Das zeigt eine Vermessung von Quasarspektren, die ein internationales Forscherteam demnächst im Fachblatt "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" präsentiert. Ursache für die Erwärmung ist, so die Wissenschaftler, die hochenergetische Strahlung der Quasare, die in dieser Epoche in großer Zahl aufleuchteten.

"Im Verlauf der von uns untersuchten kosmischen Epoche hat die Zahl der Quasare stark zugenommen", erklärt Martin Haehnelt vom Kavli Institute for Cosmology in Cambridge, Großbritannien. "Diese Objekte - massereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien - senden große Mengen an energiereicher ultravioletter Strahlung aus." Die Energie dieser Strahlung reiche aus, so der Forscher weiter, um das Helium im intergalaktischen Gas zu ionisieren, und die dabei freigesetzten Elektronen wiederum heizen durch Zusammenstöße das Gas auf.

Haehnelt und seine Kollegen aus Großbritannien, den USA und Australien haben mit einem der zehn Meter großen Keck-Teleskope auf Hawaii, sowie einem der 6,5 Meter großen Magellan-Teleskope in Chile hochaufgelöste Spektren von insgesamt 61 Quasaren aufgenommen. Das von dem Licht der Quasare durchquerte Gas hinterlässt charakteristische Spuren im Spektrum - den so genannten Lyman-alpha-Wald - aus dem die Astronomen unter anderem die Temperatur des Gases zu verschiedenen Zeiten der kosmischen Entwicklung ablesen können.

Die Wissenschaftler schließen aus ihren Beobachtungen, dass die Ionisierung des Heliums durch die Strahlung der Quasare eine Milliarde Jahre nach dem Urknall begann und dreieinhalb Milliarden Jahre nach dem Urknall abgeschlossen war. Von diesem Zeitpunkt an begann das Gas zwischen den Galaxien sich wieder - der kosmischen Expansion folgend - abzukühlen.