Seit die Menschheit erfahren hat, dass die Milchstraße nicht einzigartig oder allein am Nachthimmel ist, haben Astronomen und Kosmologen versucht herauszufinden, wie viele Galaxien es im Universum gibt. Und bis vor kurzem glaubten unsere größten wissenschaftlichen Köpfe, sie hätten eine ziemlich gute Idee – zwischen 100 und 200 Milliarden.
Jedoch a neue Studie Das von Forschern aus Großbritannien produzierte Material hat etwas Erschreckendes über das Universum enthüllt. Verwenden von Hubbles Deep-Field-Bilder und Daten von anderen Teleskopen kamen sie zu dem Schluss, dass diese früheren Schätzungen um einen Faktor von etwa 10 abweichen. Wie sich herausstellte, hatte das Universum im Laufe seiner Geschichte möglicherweise bis zu 2 Billionen Galaxien.
Unter der Leitung von Prof. Christopher Conselice von der University of Nottingham, Großbritannien, kombinierte das Team Bilder des Hubble-Weltraumteleskops mit anderen veröffentlichten Daten, um eine 3D-Karte des Universums zu erstellen. Anschließend fügten sie eine Reihe neuer mathematischer Modelle hinzu, die es ihnen ermöglichten, auf die Existenz von Galaxien zu schließen, die nicht hell genug sind, um mit aktuellen Instrumenten beobachtet zu werden.
Wissenschaftler aus Großbritannien haben neue Schätzungen zur Anzahl der Galaxien im Universum erstellt, die auch Aufschluss über die kosmische Entwicklung geben könnten. Bildnachweis: NASA/Chandra
Mit diesen begannen sie dann zu untersuchen, wie sich Galaxien in den letzten 13 Milliarden Jahren entwickelt haben. Was sie lernten, war ziemlich faszinierend. Zum einen beobachteten sie, dass die Verteilung der Galaxien in der Geschichte des Universums nicht gleichmäßig war. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass es im frühen Universum zehnmal mehr Galaxien geben musste, als bisher angenommen, damit sich alles in ihren Berechnungen summiert.
Die meisten dieser Galaxien hätten eine ähnliche Masse wie die Satellitengalaxien, die um die Milchstraße herum beobachtet wurden, und wären zu schwach, um von heutigen Instrumenten entdeckt zu werden. Mit anderen Worten, Astronomen konnten bisher nur etwa 10 % des frühen Universums sehen, weil die meisten seiner Galaxien zu klein und zu schwach waren, um sichtbar zu sein.
Wie Prof. Conselice in a . erklärte Hubble Science-Veröffentlichung , während eine anhaltende Debatte über die Struktur des Universums gelöst werden kann:
„Diese Ergebnisse sind ein starker Beweis dafür, dass im Laufe der Geschichte des Universums eine bedeutende Galaxienentwicklung stattgefunden hat, die die Anzahl der Galaxien durch Verschmelzungen zwischen ihnen dramatisch reduziert hat – und damit ihre Gesamtzahl reduziert hat. Damit haben wir einen Nachweis für die sogenannte Top-Down-Strukturbildung im Universum.“
Illustration der Tiefe, mit der Hubble Galaxien in früheren Deep-Field-Initiativen abbildete, in Einheiten des Age of the Universe. Bildnachweis: NASA und A. Feild (STScI)
Um es aufzuschlüsseln, besagt das „Top-Down-Modell“ der Galaxienentstehung, dass sich Galaxien aus riesigen Gaswolken gebildet haben, die größer sind als die resultierenden Galaxien. Diese Wolken begannen zu kollabieren, weil ihre innere Schwerkraft stärker war als der Druck in der Wolke. Basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit der Gaswolken würden sie entweder eine spiralförmige oder eine elliptische Galaxie bilden.
Im Gegensatz dazu besagt das „Bottom-up-Modell“, dass sich Galaxien während des frühen Universums aufgrund der Verschmelzung kleinerer Klumpen gebildet haben, die etwa die Größe von Kugelsternhaufen hatten. Diese Galaxien könnten dann durch ihre gegenseitige Gravitation in Haufen und Superhaufen gezogen worden sein.
Diese Studie trägt nicht nur zur Lösung dieser Debatte bei, sondern bietet auch eine mögliche Lösung für das Olbers-Paradox (auch bekannt als 'das Paradox des dunklen Nachthimmels'). Benannt nach dem deutschen Astronomen Heinrich Wilhelm Olbers aus dem 18./19. Jahrhundert, geht dieses Paradox der Frage nach, warum der Himmel angesichts der Weite des Universums und all seiner leuchtenden Materie nachts dunkel ist.
Basierend auf ihren Ergebnissen hat das britische Team vermutet, dass jeder Punkt am Nachthimmel zwar einen Teil einer Galaxie enthält, die meisten jedoch für das menschliche Auge und moderne Teleskope unsichtbar sind. Dies ist auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen, die die Auswirkungen kosmischer Rotverschiebung , die Tatsache, dass das Universum dynamisch ist (d. h. sich ständig ausdehnt) und die Absorption von Licht durch kosmischen Staub und Gas.
Das Bild wurde vom NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble aufgenommen, das einen Teil des südlichen Felds des Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) abdeckt. Bildnachweis: NASA/ESA/HST
Unnötig zu erwähnen, dass zukünftige Missionen erforderlich sein werden, um die Existenz all dieser unsichtbaren Galaxien zu bestätigen. Und in dieser Hinsicht streben Conselice und seine Kollegen zukünftige Missionen an, die in der Lage sind, Sterne und Galaxien im nicht sichtbaren Spektrum zu beobachten, um dies zu ermöglichen.
„Es verwirrt den Verstand, dass über 90 Prozent der Galaxien im Universum noch untersucht werden müssen.“ er fügte hinzu . „Wer weiß, welche interessanten Eigenschaften wir finden werden, wenn wir diese Galaxien mit zukünftigen Teleskopgenerationen entdecken? In naher Zukunft wird die James Webb Weltraumteleskop werden in der Lage sein, diese ultradünnen Galaxien zu studieren.“
Zu verstehen, wie viele Galaxien im Laufe der Zeit existiert haben, ist ein grundlegender Aspekt des Verständnisses des Universums als Ganzes. Mit jeder vorübergehenden Studie, die versucht, das zu lösen, was wir mit unseren aktuellen kosmologischen Modellen sehen können, kommen wir einem viel näher!
Und genießen Sie dieses Video über einige der beeindruckendsten Bilder von Hubble mit freundlicher Genehmigung von HubbleESA:
Weiterlesen: HubbleSite , Hubble-Weltraumteleskop
