Forscher haben Hunderte astronomischer Beobachtungen zu einem hochauflösenden Bild eines kosmischen Filaments zusammengestellt, das Teil der Megastruktur ist, die die Materie des Universums stützt.
Das Filament verbindet zwei Galaxien, die bis zurückreichen, als das Universum erst 2 Milliarden Jahre alt war (es ist jetzt etwa 13,77 Milliarden Jahre alt). Es zeigt, wie ein großer, aber verborgener Teil des Universums zur Form von Strukturen beiträgt, die wir sehen können, wie etwa antike Galaxien. Die Forschung des Teams, die die Bildgebung beschreibt, wurde Ende letzten Monats in Nature Astronomy veröffentlicht.
„Indem wir das schwache Licht erfassten, das von diesem Filament ausgeht und fast 12 Milliarden Jahre bis zur Erde gereist ist, konnten wir seine Form präzise charakterisieren“, sagte Davide Tornotti, Doktorand an der Universität Mailand-Bicocca und Hauptautor der Studie, in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik. „Erstmals konnten wir die Grenze zwischen dem Gas, das in Galaxien wohnt, und dem Material, das im kosmischen Netz enthalten ist, durch direkte Messungen nachverfolgen.“
Die Anfänge des Universums
Die Verteilung der Materie im frühen Universum war viel gleichmäßiger als heute, wo dichte Ansammlungen von Materie als schwarze Löcher, Galaxien und ähnliche Objekte durch den Raum verstreut sind. Im Laufe der Zeit driftete diese gleichmäßige Materieverteilung in Gebiete höherer Dichte, die wie Gänseblümchenketten durch das Universum gespannt waren – die kosmischen Filamente, die diese Galaxienhaufen verbinden. Einige kosmische Filamente sind sogar größer als die in der aktuellen Studie untersuchte Struktur von 3 Millionen Lichtjahren; der Hubble-Weltraumteleskop hatte zuvor ein 13 Millionen Lichtjahre langes Filament entdeckt.
Die Forscher haben das Bild mit dem Multi-Unit Spectroscopic Explorer, kurz MUSE, einer Spektrografie, die im Very Large Telescope (VLT) des Europäischen Südsternobservatoriums (ESO) installiert ist, erstellt. Das Very Large Telescope steht im Paranal Observatorium des ESO in Chiles Atacama-Wüste und ist derzeit (ironischerweise) durch Pläne zum Bau eines Projekts für erneuerbare Energien in der Wüste bedroht. Die ESO-Wissenschaftler und -Verwalter bedauern diesen Plan, da sie sagen, dass er einige der klarsten Himmel der Welt für die bodengestützte Astronomie erheblich verschmutzen wird.
Die Datensammlung für das aktuelle Bild erforderte Hunderte von Stunden und lieferte eine tief detaillierte Ansicht der Morphologie des Filaments und der Dichte der Strukturen, wie sie im führenden Modell für Dunkle Materie im Universum vorhergesagt wurden.
Die Struktur des kosmischen Netzes
Das kosmische Netz ist die Superskalenstruktur des Universums; es umfasst alles, von der Form und Ausrichtung von Galaxien bis hin zu der Art und Weise, wie Masse im Universum verteilt ist. Diese Masse umfasst notwendigerweise dunkle Materie, also die ungefähr 27 % der Materie im Universum, von der Wissenschaftler wissen, dass sie existiert, die aber nicht direkt beobachtet werden kann, weil sie kaum mit gewöhnlicher Materie interagiert. Dunkle Materie ist nur indirekt durch ihre gravitativen Wechselwirkungen mit Materie beobachtbar.
Die Struktur des kosmischen Netzes wird durch Daten des Euclid-Weltraumteleskops klarer werden. Euclids Aufgabe ist es, die Geheimnisse der dunklen Materie und der dunklen Energie zu entschlüsseln und ein Atlas des Kosmos zu erstellen – die größte jemals erstellte 3D-Karte unseres Universums. Im Oktober enthüllten ESA-Wissenschaftler den ersten Teil dieses Atlas mit einem 208-Gigapixel-Bild, das 14 Millionen Galaxien abdeckt.
„Wie man in Bayern sagt: ‘Eine ist keine’ – eine zählt nicht“, sagte Fabrizio Arrigoni Battaia, ein Wissenschaftler am Planck-Institut, in derselben Mitteilung. „Deshalb sammeln wir weitere Daten, um mehr solcher Strukturen zu entdecken, mit dem ultimativen Ziel, eine umfassende Vision davon zu haben, wie Gas im kosmischen Netz verteilt und fließt.“
In der Tat, wenn mehr Bilder ebenso detailliert sind und so viel Informationen über die Natur des Kosmos bieten, wird das raumliebende Publikum genauso profitieren wie die Wissenschaftler.
