Bildnachweis: NASA
Weitfeldbeobachtungen des frühen Universums haben eine seltsame Kette von 300 Millionen Lichtjahren langen Galaxien zum Vorschein gebracht, die sich den aktuellen Theorien über die Entwicklung des Universums kurz nach dem Urknall widersetzt. Die Astronomen, die die mehr als 10 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxienkette entdeckten, verglichen sie mit Supercomputersimulationen des frühen Universums, das so früh keine so großen Ketten reproduzieren konnte. Der nächste Schritt dieser Forschung wird sein, einen zehnmal so großen Bereich des Himmels zu kartieren, um eine bessere Vorstellung von der großräumigen Struktur des Universums zu bekommen.
Weitfeld-Teleskopbeobachtungen des fernen und damit frühen Universums, die auf eine Zeit zurückblicken, als es ein Fünftel seines heutigen Alters (Rotverschiebung = 2,38) war, haben eine riesige Galaxienkette von etwa 300 Millionen Lichtjahren Länge offenbart. Diese neue Struktur widerspricht aktuellen Modellen der Entwicklung des Universums, die nicht erklären können, wie sich eine so große Kette so früh gebildet haben könnte.
Die Kette ist in ihrer Größe vergleichbar mit der „Großen Mauer“ von Galaxien, die Dr. John Huchra und Dr. Margaret Geller 1989 im nahe gelegenen Universum gefunden haben. Dies ist das erste Mal, dass Astronomen ein Gebiet im frühen Universum groß kartieren konnten genug, um eine solche Galaxiestruktur aufzudecken.
Die Saite wurde von Dr. Povilas Palunas (University of Texas in Austin, Texas), Dr. Paul Francis (Australian National University, Canberra, Australien), Dr. Harry Teplitz (California Institute of Technology in Pasadena), Dr. Gerard . entdeckt Williger (Johns Hopkins University, Baltimore, Md.) und Dr. Bruce E. Woodgate (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.). Die ersten Beobachtungen wurden mit dem 4 m (159 Zoll) Blanco Telescope am Cerro Tololo Inter-American Observatory der National Science Foundation in Chile gemacht und mit dem 3,9 m (154 Zoll) Anglo-Australian Telescope in Siding Spring bestätigt Observatorium in Ostaustralien. Das Team präsentiert seine Ergebnisse heute auf dem Treffen der American Astronomical Society in Atlanta, Georgia, und ein Papier, das diese Arbeit beschreibt, wird im Februar im Astrophysical Journal erscheinen.
Der String liegt 10.800 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des südlichen Sternbildes Grus (der Kranich). Die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, fast sechs Billionen Meilen oder 9,5 Billionen Kilometer, beträgt ein Lichtjahr, also sehen wir die Schnur so, wie sie vor 10,8 Milliarden Jahren aussah. Er ist mindestens 300 Millionen Lichtjahre lang und etwa 50 Millionen Lichtjahre breit. (Siehe Film 1 und Bilder 3 und 4 für ein künstlerisches Konzept des Strings.) Die Astronomen haben 37 Galaxien und einen Quasar in dem String entdeckt, aber 'es gibt mit ziemlicher Sicherheit weit mehr als das', sagte Palunas. „Der String enthält wahrscheinlich viele tausend Galaxien.“ (Siehe Bild 1 für ein künstlerisches Konzept dieser Galaxien und Bild 5 für eine Darstellung ihrer Positionen am Himmel.)
„Wir sehen diese Saite so, wie sie war, als das Universum nur ein Fünftel seines heutigen Alters hatte“, sagte Woodgate. „Das heißt, wir blicken als Ergebnis des Urknalls vier Fünftel des Weges zurück zum Anfang des Universums.“
Das Team verglich seine Beobachtungen mit Supercomputersimulationen des frühen Universums, die so große Strings nicht reproduzieren konnten. „Die Simulationen sagen uns, dass man die Materie im frühen Universum nicht in so große Reihen aufreihen kann“, sagte Francis. „Seit dem Urknall fehlte einfach die Zeit, um so kolossale Strukturen zu bilden.“
„Unsere beste Vermutung ist derzeit, dass es sich um einen Spitzeneffekt handelt“, sagte er. „Alles, was wir sehen, sind die hellsten Galaxien. Das ist wahrscheinlich weit weniger als 1% dessen, was wirklich da draußen ist, von denen das meiste die mysteriöse unsichtbare dunkle Materie ist. Es könnte sein, dass die Dunkle Materie nicht so angeordnet ist wie die Galaxien, die wir sehen.“ In letzter Zeit haben sich Beweise für das Vorhandensein von Dunkler Materie im Universum angesammelt, einer unsichtbaren Form von Materie, die nur durch die Anziehungskraft erkennbar ist, die sie auf gewöhnliche Materie (und Licht) ausübt. Es gibt viele Möglichkeiten, was Dunkle Materie sein könnte, aber ihre wahre Natur ist derzeit unbekannt.
In den letzten Jahren, erklärte Francis, sei festgestellt worden, dass die Dunkle Materie im lokalen Universum auf großen Skalen sehr ähnlich wie die Galaxien verteilt ist, anstatt klumpiger oder weniger zu sein. Aber gehen Sie 10 Milliarden Jahre zurück und es könnte eine ganz andere Geschichte sein. Galaxien bilden sich wahrscheinlich im Zentrum von Wolken aus dunkler Materie. Aber im frühen Universum hatten sich die meisten Galaxien noch nicht gebildet, und die meisten Wolken aus Dunkler Materie enthalten noch keine Galaxie.
„Um unsere Ergebnisse zu erklären“, sagte Francis, „müssen die Wolken der Dunklen Materie, die in Reihen liegen, Galaxien gebildet haben, während die Wolken der Dunklen Materie anderswo dies nicht getan haben. Wir haben keine Ahnung, warum das passiert ist – es ist nicht das, was die Modelle vorhersagen.“
Im Anschluss an diese Forschung, so die Astronomen, besteht der nächste Schritt darin, einen zehnmal größeren Bereich des Himmels zu kartieren, um eine bessere Vorstellung von der großräumigen Struktur zu bekommen. Derzeit laufen mehrere solcher Erhebungen. Die Forschung wurde von der NASA und der Australian National University finanziert.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
