"Hubbles Magnum Opus": Neuer Meilenstein für Rätsel um Hubble-Konstante

Nach drei Jahrzehnten ist die präziseste Distanzmessung des Weltraumteleskops Hubble zu dutzenden Galaxien fertig. Das Rätseln um die Hubble-Konstante bleibt.

Lesezeit: 4 Min.
In Pocket speichern
vorlesen Druckansicht Kommentare lesen 40 Beiträge

Unsere Distanz zu diesen Galaxien wurde dank Cepheiden und Supernovae präzise bestimmt.

Von
  • Martin Holland

Die bislang genauesten Messungen der lokalen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Universums mit dem Weltraumteleskop Hubble sind abgeschlossen und die mysteriöse Diskrepanz bei der Hubble-Konstante wurde erneut bestätigt. Das teilte der Nobelpreisträger Adam Riess vom Space Telescope Science Institute mit. Die jetzt vorgestellte Arbeit sei ein Meilenstein für die Arbeit des ikonischen Weltraumteleskops und gewissermaßen der Goldstandard: "Das ist wahrscheinlich Hubbles Magnum Opus, denn es würde noch einmal 30 Jahre dauern, um den ausgewerteten Datensatz auch nur zu verdoppeln". Die Messung sei genau das, wofür Hubble einst ins All geschickt wurde. Damals war die Ausbreitungsgeschwindigkeit noch so unsicher, dass Angaben zum Alter des Universums zwischen 8 und 20 Milliarden Jahren schwankten.

Als das Hubble-Weltraumteleskop entwickelt wurde, sei eine Begründung für den außergewöhnlichen Aufwand und die immensen Kosten das Ziel gewesen, sogenannte Cepheiden in und außerhalb der Milchstraße auflösen zu können, schreibt das Team. Das sind Sterne, deren Helligkeit streng periodisch schwankt und deren Leuchtkraft an diese Schwankungen gekoppelt ist. Damit lässt sich ihre Entfernung präzise ermitteln, in der Astrophysik sind sie als sogenannte Standardkerzen immens wichtig. Ähnliches gilt für bestimmte Sternenexplosionen, die Supernovae vom Typ Ia. Riess und sein Team haben diese beiden Daten für 42 Galaxien kombiniert und die präziseste kosmische Distanzmessung vorgenommen. Weil man ungefähr eine solche Supernova pro Jahr am Himmel sehe, habe Hubble so viele davon vermessen, wie nur möglich gewesen sei.

Auf Basis der Distanzmessung hat das Forschungsteam außerdem die Geschwindigkeit ermittelt, mit der sich das uns vergleichsweise nahe Universum ausdehnt (die Hubble-Konstante). Bei einer Fehlerrate von etwa einem Prozent kommen sie auf 73 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec. Das liegt erneut deutlich über dem vom Weltraumteleskop Planck per Messung der Hintergrundstrahlung ermittelten Wert von 67 km/sec/Mpc. Eigentlich sei die Hubble vorgegebene Distanzmessung bereits vor 20 Jahren für abgeschlossen erklärt worden, erklärt das Team von Riess noch. Damals hatte man die kosmische Ausbreitungsgeschwindigkeit mit einer Fehlerrate von 10 Prozent ermittelt. Dann seien 2005 und 2009 neue Instrumente auf Hubble installiert worden. Die hätten die deutlich präzisere Messung ermöglicht.

Die Hubble-Konstante (H0) ist eine fundamentale Größe der Kosmologie und gibt an, mit welcher Geschwindigkeit das Universum gegenwärtig expandiert. Der Wert weist aus, mit welcher Geschwindigkeit sich ein Objekt in einer Entfernung von einem Megaparsec (3,26 Millionen Lichtjahre) allein aufgrund der Expansion des Universums von uns entfernt (die Andromedagalaxie ist beispielsweise etwa 0,89 Megaparsec von uns entfernt). Erstmals berechnet wurde die Konstante von dem US-Astronomen Edwin Hubble, dessen Namen sie inzwischen trägt und nachdem auch das Weltraumteleskop benannt wurde. Obwohl die Messungen in den vergangenen Jahren immer genauer wurden, lieferten sie keinen einheitlichen Wert.

Der Grund für die inzwischen lange bestehende Diskrepanz zwischen den Werten, die über die direkte und die kosmologische Messung der Geschwindigkeit ermittelt werden, "bleibt unklar", heißt es in der Forschungsarbeit. Lange hatte es so ausgesehen, als könnten sich die Werte annähern, inzwischen liegen beide aber deutlich außerhalb der jeweiligen Fehlerrate. In der Astronomie sei man deshalb nicht frustriert, versichert die NASA: Immerhin öffne die Abweichung die Tür zur Entdeckung neuer Physik. Zwischenzeitlich gab es auch immer wieder Erklärungsversuche, durch die die Diskrepanz verschwinden würde. Bislang hat davon aber keine überzeugt. Mit dem jetzt im Astrophysical Journal veröffentlichten Ergebnis legt das altersschwache Weltraumteleskop die Messlatte jedenfalls noch einmal höher.

Weltraumteleskop Hubble (105 Bilder)

Der Affenkopfnebel im Orion
(Bild: ESA/Hubble)

(mho)