2722 – Altin Magara

ist wohl eine echte Eigenschaft des Himmels, kein Auswertungsfehler – die Frage ist nur, was das bedeutet«, kommentierte Torsten Enßlin vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, der Leiter der deutschen Planck-Forschergruppe.
     
     
    Keine galaktische Störquelle
     
    Eine Antwort ist schwierig. Immerhin lässt sich inzwischen nicht nur ein systematischer Mess- oder Auswertungsfehler ausschließen, sondern auch eine gewöhnliche Störquelle im Gesichtsfeld von WMAP und Planck.
    »Der Kalte Fleck ist so groß, dass er nicht von Punktquellen im Vordergrund erzeugt werden kann, das heißt von Radio- und Infrarotgalaxien. Also kommen höchstens galaktische Emissionen in Betracht«, schrieb Patricio Vielva kürzlich in einem ausführlichen Übersichtsartikel. »Doch der Kalte Fleck ist 57 Grad von der Galaktischen Ebene entfernt, wo es kaum eine Kontamination gibt.« Da er sich in verschiedenen Frequenzen auch nicht drastisch verändert, wie es bei einem Vordergrund-Effekt zu erwarten wäre, muss es wohl eine kosmologische Ursache geben.
    In diesem Fall wäre der Kalte Fleck, wenn nicht eine zufällige primordiale Fluktuation – also quasi eine Anfangsbedingung unseres Universums –, eine sekundäre Anisotropie in der Hintergrundstrahlung. Einfacher formuliert: eine nachträgliche lokale Erniedrigung der Temperatur. Dafür kann es verschiedene Ursachen geben.
    Eine Möglichkeit ist der sogenannte Sunyaev-Zeldovich-Effekt (SZ). Er wurde 1969 (mit weiteren Arbeiten bis 1980) von zwei russischen Kosmologen vorhergesagt: Rashid Sunyaev, der inzwischen als Direktor am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching forscht, und Yakov Zeldovich, der 1987 verstorben ist. Dem SZ-Effekt zufolge kann die Wellenlänge und somit Temperatur der Hintergrundstrahlung durch eine Wechselwirkung der Photonen mit einem ionisierten Medium verändert werden (inverse Compton-Streuung). Hierfür kommen besonders heiße Elektronen in und um Galaxienhaufen in Betracht. Tatsächlich hat der Planck-Satellit Hunderte solcher Beispiele gemessen – und über den SZ-Effekt sogar zahlreiche zuvor unbekannte Galaxienhaufen entdeckt.

    Verdächtige Stelle: Wo die Raumsonde WMAP einen kalten Fleck in der Kosmischen Hintergrundstrahlung entdeckt hat (links), zeigt eine Radiokarte vom Very Large Array kaum Strahlung (rechts).Die Kreise haben einen Winkeldurchmesser von zehn Grad – dem Zwanzigfachen des Vollmonds. [L. Rudnick et al., NRAO, AUI, NSF, NASA]
    Als Erklärung für den Cold Spot scheidet der SZ-Effekt jedoch sehr wahrscheinlich aus. Denn es ist kein großer naher Galaxienhaufen in dieser Richtung bekannt. Es gibt zwar den Eridanus-Cluster mit etwa 10 14 Sonnenmassen in 75 Millionen Lichtjahren Distanz. Rechnungen zeigen aber klar, dass er nicht ausreicht, um die Temperatur der Hintergrundstrahlung stark und großräumig zu erniedrigen.
     
     
    Energieverlust im Leerraum
     
    Eine andere Erklärung für kalte Flecken in der Kosmischen Hintergrundstrahlung liefert der Integrierte Sachs-Wolfe-Effekt (ISW). Er wurde bereits 1967 von den Astrophysikern Rainer Kurt Sachs und Arthur Michael Wolfe vorhergesagt. Er beschreibt, wie Photonen der Hintergrundstrahlung Energie verlieren, wenn sie einen großen Leerraum durchquert haben.
    Die Wege, die das Licht seit seiner Freisetzung nach dem Urknall nahm, müssen also feine Spuren hinterlassen haben: Das Licht registrierte gewissermaßen den Einfluss seiner Umgebung. Wenn es durch einen Galaxienhaufen kam, gewann es beim Eintritt zuerst etwas Energie aus dem Gravitationsfeld und verlor sie beim Austritt wieder. Das ist ähnlich wie bei einem Stein, der schneller wird, wenn er fällt, und langsamer, wenn er nach oben geworfen wird – allerdings betrifft dies die Bewegungsenergie, während Licht immer gleich schnell ist und seine Energie in der Wellenlänge beziehungsweise Frequenz steckt. Und umgekehrt: Durchläuft Licht einen Leerraum, verliert es erst Energie und gewinnt diese Energie dann wieder.
    Allerdings ist dies kein »Nullsummenspiel«. Denn während das Licht durchs All eilt, dehnt sich dieses aus – und zwar hauptsächlich zwischen den Galaxiensuperhaufen, also in den Leerräumen. Wie 1998 entdeckt wurde, beschleunigt sich die Expansion des Weltraums sogar seit etwa sechs Milliarden Jahren. Die Ursache dafür wird meistens in einer ominösen Dunklen Energie gesehen, etwa der bereits 1917 von Albert Einstein postulierten Kosmologischen Konstanten, die »antigravitativ«