Ist der Weltraum wirklich schwarz?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Wenn wir in den Nachthimmel schauen, scheint es, als ob die Dunkelheit alles umgibt, besonders wenn der Himmel bedeckt ist und die Sterne nicht sichtbar sind. Von Weltraumteleskopen aufgenommen und großzügig mit der Öffentlichkeit geteilt, leuchten Planeten, Galaxien und Nebel vor dem Hintergrund des schwarzen, kalten Weltraums. Aber ist der Weltraum wirklich schwarz?

Laut neuer Forschung ist das Universum möglicherweise nicht so dunkel, wie die Astronomen dachten. Mit Hilfe der Kameras der automatischen interplanetaren Station New Horizons, die einst Pluto besuchte, um die Dunkelheit des interplanetaren Raums zu messen, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass wir noch eine schlechte Vorstellung davon haben, was das Universum ist.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass der leere Raum in sechs Milliarden Kilometern Entfernung von der Sonne, weit entfernt von hellen Planeten und von interplanetarischem Staub gestreutem Licht, etwa doppelt so hell war wie erwartet.

Wie dunkel ist der Weltraum?

Seit Jahrhunderten ist die Dunkelheit des Nachthimmels die Quelle eines Paradoxons, das nach dem deutschen Astronomen Heinrich Wilhelm Olbers benannt wurde. Vermutlich endet in einem unendlichen statischen Universum jede Sichtlinie bei einem Stern, sollte der Himmel also nicht so hell aussehen wie die Sonne? Astronomen wissen heute, dass das Universum 13,8 Milliarden Jahre alt ist und sich beschleunigt ausdehnt. Dadurch enden die meisten Sichtlinien nicht bei den Sternen, sondern beim schwindenden Schein des Urknalls, und die Glühwellen sind nun so weit ausgedehnt, dass sie für das Auge unsichtbar sind. Das macht den Himmel dunkel. Aber wie dunkel ist die Dunkelheit?

Forscher des National Optical Astronomical Observatory in Arizona untersuchten mit der NASA-Mission New Horizons Licht im Weltraum.

Die Raumstation New Horizons wurde am 19. Januar 2006 gestartet und flog am 14. Juli 2015 an Pluto vorbei. Am 1. Januar 2019 flog New Horizons an Arrocot, ehemals Ultima Thule, vorbei, einem der unzähligen Weltraum-Eisberge, die den Kuiper-Gürtel am Rande des Sonnensystems bewohnen. Heute setzt die Station ihre Raumfahrt erfolgreich fort.

Die in der neuen Studie veröffentlichten Messungen der Astronomen basieren auf sieben Bildern der Fernaufklärungs-Wärmebildkamera New Horizons, die aufgenommen wurden, als die Station etwa 2,5 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt war. In dieser Entfernung befand sich die Raumsonde weit hinter dem Leuchten von Planeten oder interplanetarem Staub, was möglicherweise die Bildqualität beeinträchtigen könnte.

„Mit einem Teleskop am äußersten Rand des Sonnensystems können wir Fragen dazu stellen, wie dunkel es im Weltraum wirklich ist“, schreiben die Autoren des Papiers, das auf dem Preprint-Server von Arxiv veröffentlicht wurde. „Im Rahmen unserer Arbeit haben wir Bilder von weit entfernten Objekten im Kuipergürtel verwendet. Ziehen Sie sie und alle Sterne ab, und Sie haben einen klaren Himmel."

Fotos von der NASA-Mission New Horizons

Laut The New York Times ist die New Horizons-Kamera ein "Weißlichtformer", der Licht in einem breiten Spektrum akzeptiert, das sichtbare und einige ultraviolette und infrarote Wellen abdeckt. Die resultierenden Bilder wurden dann verarbeitet - in allen Bildern wurde alles Licht aus allen den Astronomen bekannten Quellen entfernt, einschließlich aller relativ nahen Sterne.

Durch die Verarbeitung der gewonnenen Bilder entfernten die Forscher auch das Licht, das von Galaxien ausgeht, die, wie die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit glauben, existieren, aber noch nicht entdeckt wurden. Als Ergebnis wurden Weltraumbilder ohne jegliche Lichtverschmutzung erhalten. Obwohl alle Lichtquellen (sowohl bekannte als auch unbekannte) entfernt wurden, ist interessanterweise immer noch viel Licht in den resultierenden Bildern enthalten. Woher genau das restliche Licht kommt, ist unbekannt.

Forscher glauben, dass Licht von noch unentdeckten Sternen oder Galaxien stammen könnte. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass das Licht in den resultierenden Bildern etwas ganz Neues sein kann. Zweifellos werden weitere Forschungen durchgeführt, während Wissenschaftler weiterhin nach Quellen der Lichtverschmutzung suchen, aber die Quelle zusätzlicher Lichtphotonen bleibt heute ein Rätsel.

Laut Dan Hooper, einem Physiker am Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, hat er vermutet, dass mysteriöse Dunkle Materie der Schuldige für die zusätzliche Beleuchtung ist. In einer E-Mail an die New York Times sagte er, er und seine Kollegen, die über eine mögliche Lichtquelle nachdachten, hätten sich nie eine neue Physik ausgedacht, um ihre Anwesenheit in den Bildern zu erklären, "bis auf ein paar wirklich unattraktive Optionen".

Es wird angenommen, dass das Universum mit "dunkler Materie" gefüllt ist, deren genauer Inhalt unbekannt ist, deren Schwerkraft jedoch den für uns sichtbaren Raum bildet. Einigen Theorien zufolge könnte es sich bei dieser Materie um Wolken exotischer subatomarer Partikel handeln, die radioaktiv zerfallen oder kollidieren und in Energiestößen vernichten, die dem universellen Leuchten Licht verleihen. Ein weiterer möglicher Hinweis könnte ein häufiger Fehler sein.

Laut den Autoren der Studie besteht die Möglichkeit, dass sich Astronomen geirrt haben und die Lichtquelle übersehen haben, die Wahrheit beträgt nur 5 %. Nun, hoffentlich können zukünftige Forschungen Licht in diesen dunklen Fleck des nahen Weltraums bringen.