Unser Planet ist Teil der größeren Struktur des Sonnensystems, die durch die Schwerkraft geformt und stabil gemacht wird. Unser Sonnensystem ist gravitativ an die Milchstraße gebunden, zusammen mit Hunderten Millionen anderer Sonnensysteme. Und unsere Galaxie ist auch Teil einer größeren Struktur, in der nicht nur die Schwerkraft, sondern auch die Expansion des Universums diese Struktur formt und formt. Für normale Universe Today-Leser ist das alles nichts Neues.
Nun beleuchtet eine neue Studie einen kuriosen Teil unserer kosmischen Nachbarschaft, in dem es im Grunde nichts gibt: Die lokale Leere .
Galaxien sind nicht gleichmäßig über das Universum verteilt. Sie bilden Filamente und Klumpen im ganzen Raum. Unsere Milchstraße ist Teil einer Gruppe von Galaxien, die als Lokale Gruppe bezeichnet wird. Die Lokale Gruppe wird von der Milchstraße und ihrer größeren Schwester, der Andromeda-Galaxie, dominiert. Die vielen Zwerggalaxien, die sich gravitativ an die Milchstraße und Andromeda klammern, runden die Bevölkerung der Lokalen Gruppe ab. Die Lokale Gruppe selbst ist Teil einer noch größeren Struktur namens Laniakea Super-Cluster, die über 100.000 Galaxien enthält.
An unsere eigene Galaxie grenzt ein bestimmter Bereich des Nichts, der als Lokale Leere bekannt ist. Die Lokale Leere ist Teil der riesigen kosmischen Struktur in unserer Nachbarschaft, einer Region ohne Galaxien (fast). Wissenschaftler wollen mehr über unsere galaktische Nachbarschaft wissen, und eine neue Studie wurde in der Astronomisches Journal bildet die Ausdehnung der lokalen Leere ab.
Unsere Milchstraße ist nicht nur Teil der Lokalen Gruppe von Galaxien, sie ist Teil des sogenannten Lokalen Blattes. Das Lokale Blatt ist eine flache Anordnung von Galaxien, die an die Lokale Leere grenzt. Das Local Sheet umfasst nicht nur die Milchstraße, sondern auch andere Mitglieder der Local Group und einige andere Galaxien. Die Milchstraße ist zusammen mit dem Rest des Local Sheet weg von der Leere bei 260 km/s.
Alle Materie wird durch die Schwerkraft von anderer Materie angezogen. Deshalb sehen wir in der großmaßstäblichen Karte des Universums Filamentstrukturen und Klumpenstrukturen. Auch deshalb gibt es Leerstellen. Sobald eine Leere beginnt, ist nichts da, was irgendeine Materie anziehen könnte, und die Leere wächst. In der Tat, wenn Sie zufällig einen Punkt im Universum auswählen würden, würden Sie wahrscheinlich eine Leere auswählen. Nichts ist häufiger als Etwas.
Bild der großräumigen Struktur des Universums, das Filamente und Hohlräume innerhalb der kosmischen Struktur zeigt. Kredit: Millennium Simulation Project
Die neue Studie trägt den Titel „ Cosmicflows-3: Kosmographie der lokalen Leere .“ Cosmicflows-3 ist ein Kompendium von über 17.000 Galaxienentfernungen in unserer kosmischen Nachbarschaft und stellt eine neue, aktualisierte Karte der riesigen Lokalen Leere dar. Es ist die dritte Ausgabe des Kompendiums, und jede neue Ausgabe ist gründlicher als die letzte.
Wenn die Schwerkraft Galaxien aufeinander zubewegt, öffnen sich Leerräume. Die Lokale Leere ist für Wissenschaftler von besonderem Interesse, da die Materie, aus der die Milchstraße und der Rest der Lokalen Gruppe bestehen, wahrscheinlich aus der Lokalen Leere stammt. Das Studium dieser Leerstellen sollte uns auch etwas über Dunkle Materie sagen. Die Lokale Leere ist schwer zu studieren, da sie hinter der zentralen Masse der Milchstraße liegt und diese somit nicht sichtbar macht.
Lokale Gruppe von Galaxien, einschließlich der massereichen Mitglieder M31 (Andromeda-Galaxie) und Milchstraße, sowie anderer naher Galaxien. Quelle: Wikipedia Commons/Antonio Ciccolella
Der Hauptautor dieser neuen Studie ist R. Brent Tully vom Institut für Astronomie der Universität von Hawaii (IfA.) Tully und der Rest des für die Studie verantwortlichen Teams konnten dieses Hindernis umgehen, indem sie die Bewegungen von Galaxien beobachteten, und Daraus wird dann die Massenverteilung abgeleitet, die für die Bewegung verantwortlich ist.
Diese Bewegung ist nicht nur auf die Schwerkraft zurückzuführen, sondern auch auf die Expansion des Universums. Das Team hinter der Studie nutzt die Bewegung von Galaxien, um nicht nur auf die Massenverteilung zu schließen, sondern auch dreidimensionale Karten unserer Umgebung des Universums zu erstellen.
Sie verwendeten diese Daten, um eine kosmographische Karte zu erstellen, die die Grenze zwischen der Ansammlung von Materie und der Abwesenheit von Materie hervorhebt, die den Rand der lokalen Leere definiert. Dies ist die gleiche Technik, die Tully und andere Wissenschaftler verwendet im Jahr 2014 die volle Ausdehnung unseres Heimat-Superhaufens von über hunderttausend Galaxien zu identifizieren. (Sie nannten es Laniakea, was auf Hawaiianisch „immense Himmel“ bedeutet.)
Das folgende Video erklärt die Ergebnisse der Studie sowie die Form und Form des Local Void und der umgebenden Strukturen.
Verzeihen Sie die Maschinenstimme, aber dieses Video erklärt die Ergebnisse der Studie. Bildnachweis: R. Tully/ University of Hawaii Institute for Astronomy (IfA)
Es gibt auch ein interaktive 3D-Karte der Local Void, die alles in knappen 5 Sekunden zeigt. Hör zu.
Was ist also das Fazit?
Bereits 2007, Tully gefunden dass sich die Leere ausdehnt. Das basierte auf der Anwesenheit einer Zwerggalaxie in der Leere. Es zeigte auch, wie groß die Lücke ist. Die Zwerggalaxie floh mit 350 km/s aus der Leere. Das bedeutet, dass die lokale Leere riesig sein muss, mindestens 150 Millionen Lichtjahre im Durchmesser. Denn je schneller der Zwerg reist, desto schwächer muss die Schwerkraft der Leere sein, also größer.
In den letzten drei Jahrzehnten haben Astronomen versucht, die Bewegungen der Milchstraße, unserer nächsten großen Nachbargalaxie Andromeda, und ihrer kleineren Nachbarn zu verstehen. Alle weichen von der Gesamtausdehnung des Universums um über 600 km/s (1,3 Millionen mph) ab. Diese neue Studie zeigt, dass ungefähr die Hälfte dieser Bewegung „lokal“ aus der Kombination eines Sogs aus dem massiven nahegelegenen Virgo-Cluster und unserer Beteiligung an der Erweiterung der immer leerer werdenden Lokalen Leere erzeugt wird.
Das Leben neben einer Leere mit einem Durchmesser von 150 Millionen Lichtjahren mag beunruhigend klingen. Das ganze Nichts, so nah. Aber so ist es eben.
Es ist nicht so, dass wir ins Leere gesaugt werden. Tatsächlich ist das Gegenteil der Fall. Der Mangel an Materie in der Leere bedeutet einen Mangel an Gravitation, und wir bewegen uns langsam vom Zentrum der Leere weg, in unsere Position mit den anderen Galaxien auf dem Lokalen Blatt.
Aber es ist da. Es bedeutet etwas für die fortlaufende Gestaltung des Universums und kann uns etwas darüber sagen, wie die Milchstraße entstanden ist. Bleiben Sie dran.
Quellen:
- Pressemitteilung: Astronomen kartieren riesige Leere in unserer kosmischen Nachbarschaft
- Forschungsbericht: Cosmicflows-3: Kosmographie der lokalen Leere
- Universum heute: Was ist die lokale Gruppe?
- Wikipedia-Eintrag: Die lokale Leere
- Neuer Wissenschaftler: Zwergenschleudernde Leere ist größer als gedacht
- Forschungsbericht: Der Laniakea Supercluster der Galaxien
