Pressemitteilung

Blick auf das Grundgerüst des Universums

3. November 2009

Astronomen haben in sieben Milliarden Lichtjahren Entfernung eine riesige, bislang unbekannte Galaxienansammlung ausfindig gemacht. Derartige Strukturen waren bislang nur bei deutlich kleineren Entfernungen in unserer kosmischen Nachbarschaft beobachtet worden. Die Entdeckung verspricht wichtige Erkenntnisse über die großräumige Struktur unseres Universums – nach allem, was wir wissen, ein Netzwerk miteinander verflochtener Filamente, deren jedes aus einer Unzahl von Galaxien besteht. Möglich wurde die Entdeckung durch Beobachtungen an zwei der leistungsfähigsten bodengebundenen Teleskope der Welt.

“Die Materie im Universum ist ungleichmäßig verteilt”, so Masayuki Tanaka von der ESO, Hauptautor der neuen Studie. “In unserer direkten kosmischen Nachbarschaft sind Sterne ein Teil größerer Strukturen, der Galaxien. Galaxien bilden ihrerseits Gruppen und Galaxienhaufen. Nach den heute allgemein akzeptierten kosmologischen Modellen ist die Materie auch auf kosmischen Größenskalen ungleichmäßig verteilt: sie bildet ein dreidimensionales kosmisches Netzwerk mit Filamenten aus Galaxienhaufen, die sich gigantische kosmische Leerräume umranken.”

Die Filamente erreichen Ausdehnungen von Millionen von Lichtjahren, und bilden so etwas wie ein Skelett oder Grundgerüst des Universums: In ihrer Umgebung sammeln sich Galaxien, und an den Verbindungsknoten mehrerer Filamente bilden sich riesenhafte Galaxienhaufen. Die Details der Entstehung dieser Strukturen sind Gegenstand aktueller Forschung, und das neue Ergebnis trägt dazu wichtige neue Daten bei: Bislang wurden solche Filamente nur in vergleichsweise naher Entfernung von uns beobachtet.

Die Forschergruppe unter der Leitung von Tanaka hatte bereits vor einigen Jahren bei der Untersuchung vorher aufgenommener Beobachtungsdaten eine großräumige Struktur in der Umgebung eines fernen Galaxienhaufens entdeckt. Nun haben die Forscher zwei der leistungsstärksten bodengebundenen Teleskope benutzt, um die Details dieser Struktur zu erkunden und um die Entfernungen von 150 der betreffenden Galaxien von der Erde zu bestimmen – daraus wiederum ergibt sich die dreidimensionale Struktur des Gebildes. Die dazu nötigen spektroskopischen Untersuchungen wurden mit dem Instrument VIMOS am Very Large Telescope (VLT) der ESO und mit dem Instrument FOCAS am Subaru Teleskop, das vom japanischen Nationalobservatorium betrieben wird, vorgenommen.

Dank dieser und weiterer Beobachtungen konnten die Astronomen eine regelrechte Galaxien-Volkszählung vornehmen und in der Umgebung des zentralen Galaxienhaufens rund 20 weitere Gruppen von Galaxien identifizieren, jede davon typischerweise mit dem Zehnfachen der Masse unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße – und einige mit mehr als tausend Milchstraßenmassen. Die Masse des zentralen Galaxienhaufens konnten die Forscher zu mindestens zehntausend Milchstraßenmassen abschätzen. Einige der Galaxiengruppen werden von der Schwerkraft des zentralen Galaxienhaufens so stark beeinflusst, dass sie früher oder später hineinfallen werden.

“Dies ist das erste Mal, dass wir eine so reichhaltige und auffällige Struktur im fernen Universum beobachtet haben”, so Tanaka. “Nun können wir von der Volkszählung zur Soziologie übergehen und untersuchen, wie die Eigenschaften dieser Galaxien von ihrer Umgebung abhängen – zu einer Zeit, als das Universum nur knapp zwei Drittel so alt war wie heute.”

Das Filament befindet sich rund 6,7 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und hat eine Ausdehnung von mindestens 60 Millionen Lichtjahren. Höchstwahrscheinlich setzt sich die Struktur über den bislang beobachteten Bereich hinaus fort; entsprechende zukünftige Beobachtungen, mit denen die Gesamtausdehnung bestimmt werden soll, sind in Vorbereitung.

Weitere Informationen

Die hier beschriebenen Ergebnisse sind veröffentlicht in Tanaka et al., “The spectroscopically confirmed huge cosmic structure at z=0.55” in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics, 505 (2009), S. L9-L12.

Zu der Forschergruppe, die diese Ergebnisse gewonnen hat, gehören Masayuki Tanaka (ESO), Alexis Finoguenov (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, und University of Maryland, Baltimore, USA), Tadayuki Kodama (Japanisches Nationalobservatorium, Tokio), Yusei Koyama (Fachbereich Astronomie der Universität Tokio), Ben Maughan (H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol, UK) und Fumiaki Nakata (Subaru-Teleskop, Japanisches Nationalobservatorium).

Die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 14 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts. Die ESO ist der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO das European Extremely Large Telescope (E-ELT) für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, mit 42 Metern Spiegeldurchmesser ein Großteleskop der Extraklasse.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsstaaten (und einigen weiteren Ländern) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

Links

Fachartikel (auf Englisch): http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/200912929

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Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso0941.