Simulation des kosmischen Netzes. (Illustrious-TNG) Das Universum ist nicht nur eine zufällige Ansammlung von Galaxien, die über eine expandierende Leere verstreut sind. Je genauer wir hinsehen, desto mehr erkennen wir, dass es Strukturen gibt – einige davon sind unvorstellbar große Gruppierungen und Ansammlungen von Galaxien, die durch die Schwerkraft miteinander verbunden sind.
Soeben wurde eine solche Struktur entdeckt, die sich bogenförmig über den südlichen Rand des Himmels erstreckt. Es handelt sich um einen Koloss, der sich von einem Ende zum anderen über gewaltige 1,37 Milliarden Lichtjahre erstreckt. Ihre Entdecker haben ihr den Namen Südpolwand gegeben.
Obwohl die Größe bemerkenswert ist – es ist eines der größten Bauwerke im Weltraum, die wir je gesehen haben – wissen wir genau, was die Südpolwand ist. Es ist ein Galaxienfilament, eine riesige Galaxienformation, die eine Grenze zwischen den leeren Räumen kosmischer Hohlräume bildet, die zusammen das bilden kosmisches Netz . Daher nennen wir es eine Wand.
Andere, größere derartige Mauern sind bekannt. Der größte ist der Herkules-Corona Borealis Große Mauer , die 9,7 Milliarden Lichtjahre umfasst. Aber die Südpolwand ist etwas Besonderes, denn sie liegt wahnsinnig nah an der Milchstraße, nur 500 Millionen Lichtjahre entfernt. Mit anderen Worten, es ist das massivste Bauwerk, das wir je aus dieser Nähe gesehen haben.
Sie fragen sich wahrscheinlich, wie es weitergeht Himmel Es ist uns gelungen, einen der größten Galaxienfilamente im Universum direkt vor unserer Haustür zu übersehen. Und es gibt tatsächlich eine wirklich gute Antwort auf diese Frage: Sie war hinter dem verborgen, was Astronomen manchmal die Zone der Vermeidung oder Zone der galaktischen Verdunkelung nennen – die galaktische Ebene der Milchstraße.
Dies ist die Scheibe unserer Heimatgalaxie, eine Region voller Staub, Gas und Sternen, die dicht und hell ist. So dick und hell, dass es einen großen Teil dessen verdeckt, was sich dahinter verbirgt, wodurch diese Region des Universums im Vergleich zum Rest kaum erforscht ist.
Wenn diese Vermeidungszone die Südpolwand so effektiv verbarg, wie haben Astronomen sie dann jetzt gefunden? Die Antwort auf diese Frage ist etwas komplexer, aber im Wesentlichen hängt sie davon ab, wie sich Galaxien am Himmel bewegen.
Ein Forscherteam unter der Leitung des Kosmographen Daniel Pomarède von der Universität Paris-Saclay nutzte eine Datenbank namens Kosmische Strömungen-3 , das Entfernungsberechnungen zu fast 18.000 Galaxien enthält. Diese werden mithilfe der Rotverschiebung ermittelt, die anhand der Ausdehnung ihrer Lichtwellen misst, wie schnell sich etwas weiter entfernt.
Letztes Jahr nutzte ein anderes Forscherteam diese Datenbank, um einen weiteren Parameter zu berechnen, den sogenannten eigenartige Geschwindigkeit , das ist die Geschwindigkeit einer Galaxie relativ zu ihrer Bewegung aufgrund der Expansion des Universums.
Mit diesen beiden Parametern konnte das Team die Bewegungen der Galaxien relativ zueinander berechnen – und diese Bewegungen offenbarten den gravitativen Einfluss einer viel größeren Masse. Mit Hilfe von Algorithmen war das Team in der Lage, diese Bewegungen zu nutzen, um die Materialverteilung in der Südpolwand, sogar über die Vermeidungszone hinaus, dreidimensional abzubilden.
( Pomarède et al., ApJ, 2020 )
Der dichteste Abschnitt liegt über dem Südpol – dieser Teil ist 500 Millionen Lichtjahre entfernt. Dann biegt es nach Norden ab und kommt auf uns zu, wobei es bis auf 300 Millionen Lichtjahre an die Milchstraße herankommt.
Entlang des gekrümmten Arms bewegen sich die Galaxien auf den Klumpen am Südpol zu; und von dort aus bewegen sie sich auf ein weiteres riesiges Bauwerk zu, das Shapley-Superhaufen 650 Millionen Lichtjahre entfernt.
Da es Teile der Südpolwand gibt, die wir nicht sehen können, ist es möglich, dass die Struktur noch größer ist, als wir an dieser Stelle erkennen können. Aber wir können sicher sein, dass die Astronomen es kaum erwarten können, es herauszufinden.
Zum einen könnte es interessante kosmologische Auswirkungen haben und die Expansionsrate des lokalen Universums beeinflussen. Das kann sein oder auch nicht eine Rolle spielen im Hubble-Spannung , der Unterschied zwischen der Expansionsrate im lokalen Universum und der Expansionsrate im frühen Universum.
Es kann uns auch helfen, die Entwicklung unserer lokalen Ecke des Weltraums zu verstehen, zu der Laniakea gehört, der Superhaufen von Galaxien, zu dem die Milchstraße gehört, der ebenfalls von Pomarède und seinen Kollegen (unter der Leitung von Brent Tully von der University of Hawai'i) entdeckt wurde Manoa) zurück im Jahr 2014 .
Das ist eine großartige Entdeckung, und wir können es kaum erwarten, zu sehen, was sie sonst noch alles offenbaren wird.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal .