Das Licht aller Sterne aller Zeiten

Stanford (USA) - Jeder, der schon einmal in den sternklaren Nachthimmel geschaut hat, weiß: Der Kosmos ist erfüllt von Licht. Das meiste Leuchten stammt allerdings aus unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße. Für die Astronomen ist jedoch wichtig zu wissen, wie viel Licht außerhalb unserer Galaxie zu finden ist, denn dann können sie ermitteln, wie viele Sterne es im Universum gibt. Mit Hilfe einer indirekten Methode konnten sie diesen Wert nun gut eingrenzen, berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt „Science“. Direkte Messungen sind praktisch unmöglich, da Staubwolken in unserem Sonnensystem und in der Milchstraße Licht aus unterschiedlichen Richtungen streuen. Der Trick der Messung bestand deshalb darin, nicht direkt nach extragalaktischem Licht zu schauen, sondern die Abschwächung der energiereichen Strahlen weit entfernter kosmischer Objekte zu messen. Denn deren Strahlung wechselwirkt mit dem überall vorhandenen Sternenlicht und verliert dadurch Energie.

„Die Licht der Sterne leuchtet weiter durch das Universum, auch wenn die Sterne schon längst erloschen sind“, erläutert Hauptautor Marco Ajello vom Kavli-Institut für Astroteilchenphysik und Kosmologie der Stanford University. „Das erzeugt ein Lichtfeld, das wir mit Gammastrahlung aus weit entfernten Quellen untersuchen können.“ Das gesamte Sternenlicht im Kosmos wirkt auf die hochenergetische Gammastrahlung wie ein Nebelfeld auf optisches Licht. Das liegt daran, dass die Gammastrahlen mit den Lichtteilchen der Hintergrundstrahlung zusammenstoßen können und dabei abgeschwächt werden. Je weiter sie also durch den Kosmos reisen und dabei durch das gesammelte Sternenlicht vorwärtsdringen, desto mehr sinkt ihre Intensität.

Die Forscher beobachteten mit dem Fermi-Weltraumteleskop 150 sogenannte Blazare. Dies sind gigantische Schwarze Löcher im Zentrum ferner Galaxien, die extrem energiereiche Strahlung aussenden. Ihre Emissionen sind nicht nur äußerst stark, sondern auch in unsere Richtung gebündelt, so dass sie ihre Ursprungsgalaxie völlig überstrahlen können und man sie deshalb bis in größte Entfernungen beobachten kann. Dabei stellten die Wissenschaftler fest, dass sich die Strahlung dieser Blazare umso stärker abschwächte, je weiter entfernt sie waren. Und zwar entsprach die Abnahme der Intensität genau dem Verlauf, der durch die Wechselwirkung mit der Hintergrundstrahlung zu erwarten war. Damit können die Forscher nicht nur angeben, wie stark das extragalaktische Sternenlicht insgesamt ist. Sie können aus ihren Daten auch ableiten, in welchen Abständen es Sterne im Kosmos gibt: Im Durchschnitt sind sie 4.150 Lichtjahre voneinander entfernt.