Astronomen messen erstmals baryonische Materie in kosmischen Voids

Ein internationales Team von Kosmologen und Radioastronomen hat erstmals direkte Beobachtungsdaten über die Menge an baryonischer („normaler“) Materie in kosmischen Voids (Cosmic Voids) gewonnen – riesige Hohlräume, in denen kaum Galaxien existieren. Analysen zeigten, dass die Dichte baryonischer Materie in den zentralen Teilen solcher Regionen etwa 60 Prozent unter dem Durchschnittswert des Universums liegt. Im Gegensatz zu Galaxien und ihren Clustern entwickeln sich Voids viel ruhiger, was es ihnen ermöglicht, Informationen über die Bedingungen des frühen Universums zu bewahren. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Um diese komplexe Aufgabe zu lösen, nutzten die Wissenschaftler Fast Radio Bursts (FRB) – kurze und extrem starke Radiopulse. Während das Signal durch den intergalaktischen Raum wandert, interagiert es mit freien Elektronen, was dabei hilft, die Materiemenge auf seinem Weg zu bestimmen. Wenn das Licht eine Region mit hoher Dichte durchquert, erhöht sich die Signalverzögerung, während beim Durchqueren eines kosmischen Voids ein spezifisches Defizit entsteht.

Die Studie kombinierte Daten aus zwei großen Projekten: dem kanadischen CHIME/FRB-Radioteleskop, das über dreitausend Radioblitze aufgezeichnet hat, und dem SDSS BOSS-Projekt, das eine 3D-Karte der Galaxienverteilung erstellte. Dieser Datensatz ermöglichte es, die Ausbreitung von Funksignalen mit der Geometrie kosmischer Voids zu verknüpfen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verteilung normaler Materie selbst in den spärlichsten Regionen die Verteilung dunkler Materie widerspiegelt.

Die Wissenschaftler schätzten zudem die Temperatur der Elektronenkomponente in den Voids auf etwa 1,1 Millionen Kelvin. Dies deutet auf die Existenz eines spärlichen warm-heißen intergalaktischen Mediums hin, das als eines der Hauptreservoirs normaler Materie im Universum gilt. Mit der Inbetriebnahme von Radioteleskopen der nächsten Generation wie CHORD, DSA und SKA planen Astronomen in Zukunft, die leersten Regionen des Universums zu den präzisesten Instrumenten für die Erforschung dunkler Energie und Neutrinomasse zu machen.