Astronomie Kassel: Kosmisches Netzwerk nachgewiesen

Samstag, 26. Dezember 2020

Kosmisches Netzwerk nachgewiesen

Nur etwa 5% unseres Kosmos besteht aus sog. baryonischer Materie, ist also aus Protonen, Neutronen und Elektronen zusammengesetzt. Davon sehen wir etwa die Hälfte in Form von Sternen, Galaxien und Planeten.

Die andere Hälfte dieser 5% ist nicht unmittelbar sichtbar.

Lange Zeit hat man vermutet, dass diese fehlende baryonische Materie in riesigen Filamenten zwischen Galaxien und Galaxienhaufen angeordnet ist, die letztlich das aus Dunkler Materie strukturierte kosmische Netzwerk bilden.

Nun ist es Forschenden um Thomas Reiprich vom Argelander Institut für Astronomie in Bonn gelungen, diese Beobachtungslücke zu schließen.

Eine 50 Millionen Lichtjahre lange fadenförmige Struktur aus heißem Gas, die Galaxien verbindet, konnte im Galaxienhaufensystem Abell 3391/95 anhand der Röntgenstrahlung nachgewiesen werden. Das ist das bisher längste Filament der Netzwerkstruktur unseres Kosmos, das direkt beobachtet wude.

Die Messungen wurden mit dem eROSITA-Röntgenteleskop aus der Erdumlaufbahn heraus gemacht.

Äußerst spannend ist aber der Vergleich mit Simulationsrechnungen der kosmischen Entwicklung. Die Ähnlichkeit ist frappierend. Das spricht für ein tieferes Verständnis der Strukturbildung im Universum.

Wie ein Spinnennetz sind die Galaxien und Galaxienhaufen miteinander verbunden. Zusammengehalten wird es durch eine entsprechende Struktur aus Dunkler Materie.

Die folgenden Bilder, Animationen und Videos geben einen Eindruck von diesen aktuellen Beobachtungen (alle Reiprich, Astronomy&Astrophysics).

Bild 1: Aufnahme des Galaxienhaufensystems Abell 3391/95c im sichtbaren Licht

In gelb sind die Konturen der Radiostrahlung überlagert

Zusätzlich ist das Röntgenstrahlngsbild überlagert. Je dunkler dieser Bildteil, desto dichter ist die Materie.

Bild 2: Röntgenbild des Haufensystems mit Angabe der Rotverschiebungen z der einzelnen Galaxien

Bild 3: Animation aus der Simulation des Systems: Man erkennt, wie Materieklumpen entlang der Hauptfilamente einfallen und zu größeren Strkturen verschmelzen.

Bild 4: Vergleich der Simulation mit dem Röntgenbild des Haufensystems (die großen Röntgenflecken sind keine einzelnen Galaxien)

Bild 5: Räumliche Animation der Galaxienverteilung zwischen z= 0,04 und z= 0,065.

Hier und in der nächsten Darstellung ist das Röntgenbild im Hintergrund.

Bild 6 Räumliche Verteilung aller Galaxien mit z<0,15.

Bild 7: Darstellung der Filamente im Röntgenbereich (rot) und der hellen Radiogalaxien (weiß). Die Natur der Strukturen S1,S2 und S3 ist nicht bekannt.

Video: Zeitraffer einer Simulation der Ausdehnung von 50 Millionen Lichtjahren. Zwei Galaxienhaufen (rot, gelb) sind mit ihrer Verbindungsbrücke (blau) dargestellt. Sie verschmelzen in etwa 10 Milliarden Jahren (Autoren: Biffi, Dolag, LMU)