Ballon-Detektor beweist: Infrarote Hintergrundstrahlung von fernen Galaxien

Der ganze Himmel glüht erstaunlich hell in fernem infrarotem Licht: eine Entdeckung des COBE-Satelliten aus den 1990er Jahren, deren Bedeutung für die gesamte Leuchtkraft des Universums (und was im Laufe seiner Entwicklung dazu beigetragen hat) sich schon damals abzeichnete. Der Verdacht lag nahe, dass man hier das kombinierte Licht unzähliger ferner Galaxien sah, insbesondere von »Starburst«-Galaxien mit enormer Sternbildungsrate: Das Licht ihrer jungen Sterne wird größtenteils von Staub absorbiert, der es als Wärmestrahlung wieder abgibt; die Rotverschiebung durch die Expansion des Kosmos lässt diese noch langwelliger erscheinen.

Damals gab es keine Teleskope, die den ferninfraroten Hintergrund (FIRB) in seine einzelnen Quellen auflösen konnten, und das scharfsichtige Spitzer Space Telescope ist nur für kürzere IR-Wellenlängen zuständig: Man konnte den Beitrag der von ihm gesichteten Galaxien zum FIRB allenfalls hochrechnen und abschätzen, dass sie sein Ursprung seien. Der abenteuerliche Ballonflug einer modernen Infrarotkamera im Südsommer 2006/2007 über der Antarktis, dessen Ergebnisse nun publiziert worden sind, hat jetzt die Beweiskette geschlossen: 70% des FIRB geht auf Galaxien mit Rotverschiebungen von mindestens 1,2 zurück, d.h. Sternsystemen, die wir höchstens 5 Milliarden Jahre nach dem Urknall sehen, für den Rest kommen nähere Galaxien auf.

Zum Einsatz gekommen war BLAST, das Balloon-borne Large-Aperture Submillimeter Telescope, ein direkter Vorgänger des SPIRE-Instruments auf dem ESA-Satelliten Herschel, der am 6. Mai starten soll. Während der Ballon wochenlang in 40km Höhe über der Antarktis trieb, starrte das Teleskop auf eine schon in anderen Wellenlängen gut erkundete Himmelsregion (GOODS-South), wobei ein 8,7 Quadratgrad großes Feld erfasst wurde, ein Zehntel davon besonders empfindlich. Bei Wellenlängen von 250µm, 350µm und 500µm entstand so eine ferninfrarote Himmelskarte, die etwa 500 isolierte Quellen zeigt: Ihre Gesamtstrahlung passt bestens zum FIRB, in dem ungefähr genauso viel Energie steckt wie im sichtbaren Licht. Über die Natur der einzelnen Galaxien — die größtenteils auch Spitzer bei 24µm sieht — sagt der BLAST-Katalog zwar wenig aus, aber die Statistik zeigt, dass ferne Starburst-Galaxien umso stärker dominieren, je größer die Wellenlänge ist. Zusammen mit den erhofften noch besseren Daten von Herschel wird sich die Geschichte der kosmischen Sternentstehung bald noch genauer nachzeichnen lassen. Dabei wäre BLAST beinahe gescheitert: Erst lieferte ein Flug von Schweden nach Kanada nur unscharfe Bilder und die Optik ging zu Bruch, dann wurde die Nutzlast nach der Landung in der Antarktis so heftig zertrümmert, dass tagelang mit wachsender Verzweiflung im Schnee nach der Festplatte mit den Daten gesucht werden musste. All dies wurde übrigens in einem spannenden Dokumentarfilm dokumentiert, den der Bruder des BLAST-Chefs produzierte und der demnächst auch auf DVD erscheinen wird.

Daniel Fischer