Baryonen bei geringer Dichte
In den vergangenen Jahren verdichteten sich die Anzeichen darauf, dass das Universum überwiegend aus dunkler Materie besteht und gewöhnliche baryonische Materie nur 5 % davon ausmacht. Im Gegensatz zu dunkler Materie sind Baryonen – wie Neutronen und Protonen – allerdings sichtbar. Deren Transformationen und die entsprechende Energiefreisetzung sind zudem zentrale Elemente, um die Entwicklung von Galaxien und deren Sterne zurückzuverfolgen. Von der EU geförderte Wissenschaftler ergründeten die Hypothese, dass sich der Großteil der baryonischen Materie in dem kaum erforschten intergalaktischen Medium befindet. Es wurde das Projekt „Diffuse baryons in space“ (DIFFUSE BARYONS) gestartet, um die Eigenschaften baryonischer Materie in den Halos von Galaxien zu untersuchen. Als Speicher aller von Galaxien ausgestoßener Materie beinhalten Halos einzigartige Informationen über die Entwicklung der Energie- und Metallerzeugung. Aufgrund deren geringer Helligkeit war eine detaillierte Erforschung der physikalischen Halo-Eigenschaften nur mit am Boden und im Weltraum durchgeführten Untersuchungen möglich. Die DIFFUSE-BARYONS-Forscher untersuchten die Absorptions- und Emissionseigenschaften von kaltem Gas in den Randregionen von Galaxien. Durch die Untersuchung von Quasar- und Galaxienpaaren wurden Spuren neutralen Wasserstoffes und ionisierten Magnesiums entdeckt, die sich über Entfernungen von bis zu 100 Kiloparsec erstreckten. Halos kühlen Gases waren mehr in der Nähe aktiver Galaxien zu finden. Je höher die Aktivitäten in den Galaxien, desto mehr umschlossen schienen die Ränder der Galaxien zu sein. Hierbei handelt es sich um ein neues Merkmal der Sternentstehungsaktivität in Galaxien, das mit Ausströmungen einhergeht, die in den erweiterten Halos enden und sogar das intergalaktische Medium erreichen, in dem Metalle angereichert werden. Im Zuge der vertiefenden Forschungsarbeit am DIFFUSE-BARYONS-Projekt wurde ermittelt, welche Auswirkungen eine hohe Gasdichte in der Nähe von Quasaren auf die Dynamiken von Gasströmen hat, die weiter in das intergalaktische Medium vordringen. Die Berechnungen zeigten, dass sich der thermale Gaszustand deutlich von dem unterscheidet, der normalerweise bei großer Gasdichte vorausgesetzt wird. Es wird damit gerechnet, dass die Koexistenz vieler verschiedener Ionisationsgrade große Auswirkungen auf die Auslegung astronomischer Daten haben wird. Durch die finanzielle Unterstützung der Europäischen Kommission wurde die astrophysikalische Abteilung der University of Haifa(öffnet in neuem Fenster), Israel, während der Laufzeit des DIFFUSE-BARYONS-Projekts umfassend erweitert. Verschiedene Hochschulabsolventen, Postdoc-Stipendiaten und Forschungsassistenten arbeiteten zusammen, um ein besseres Verständnis über diffundiertes intergalaktisches Gas unter extremen astrophysikalischen Bedingungen zu ermöglichen.
Schlüsselbegriffe
Baryonen, Galaxien, dunkle Materie, Weltraum, Quasar, Sternentstehung