Astronomen haben mit den Subaru- und Keck-Teleskopen gigantische Filamente von Galaxien entdeckt, die sich über 200 Millionen Lichtjahre im Weltraum erstrecken. Die Filamente enthalten mindestens 30 große Gaskonzentrationen, von denen jede das 10-fache der Masse der Milchstraße enthält.
Ein Team von Astronomen, die die Teleskope Subaru und Keck auf Mauna Kea verwenden, hat riesige dreidimensionale Filamente von Galaxien entdeckt, die sich über 200 Millionen Lichtjahre Weltraum erstrecken. Diese Filamente, die sich nur 2 Milliarden Jahre nach der Geburt des Universums gebildet haben, sind die größten bekannten Strukturen, die jemals entdeckt wurden. Sie sind mit mehr als 30 großen Gaskonzentrationen übersät, die jeweils bis zu zehnmal so massereich sind wie unsere eigene Galaxie. Diese riesigen Gaswolken sind wahrscheinlich die Vorfahren der massereichsten Galaxien, die es im Space Magazine gibt.
Dieser Befund ist sehr wichtig, da er Forschern neue Einblicke in die großräumige Struktur des Kosmos gibt. Astronomen erwarten, dass das Universum 2 Milliarden Jahre nach der Geburt des Universums relativ glatt aussieht. Der Astronom Ryosuke Yamauchi von der Tohoku-Universität fasste die Bedeutung dieses Befundes zusammen und sagte: „Etwas so Großes und Dichtes wäre im frühen Universum selten gewesen. Die Struktur, die wir entdeckt haben, und andere, die sie mögen, sind wahrscheinlich die Vorläufer der größten Strukturen, die wir heute sehen und die mehrere Galaxienhaufen enthalten. “
Riesige 3D-Filamente von Galaxien
Die Forschungsgruppe verwendete das Subaru-Teleskop, um eine detaillierte Untersuchung einer 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Himmelsregion durchzuführen, von der bekannt ist, dass sie eine große Konzentration von Galaxien aufweist. Sie verwendeten die Suprime-Cam-Kamera von Subaru, die mit speziellen Filtern ausgestattet war, die für das Licht von Galaxien in dieser Entfernung empfindlich waren. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Konzentration von Galaxien nur ein kleiner Teil einer viel größeren Struktur ist.
Die neu gefundene Riesenstruktur erstreckt sich über 200 Millionen Lichtjahre und hat eine Galaxienkonzentration, die bis zu viermal dichter ist als der Durchschnitt des Universums. Die einzigen bisher bekannten Strukturen mit einer derart hohen Dichte sind viel kleiner und messen etwa 50 Millionen Lichtjahre.
Mit Subarus Faint Object Camera and Spectrograph (FOCAS) zur Untersuchung der 3D-Verteilung von Galaxien in diesem Filament entdeckte das Team außerdem mindestens drei überlappende Filamente, aus denen die Riesenstruktur besteht.
Große Gaskonzentrationen
Astronomen wussten, dass diese Region mindestens zwei große Gaskonzentrationen enthielt. Eine davon erstreckt sich über 400.000 Lichtjahre. Ein Vergleich mit der Andromeda-Galaxie, von der angenommen wird, dass sie ungefähr so groß ist wie die Milchstraße, zeigt die relative Unermesslichkeit dieser Gasstruktur.
Die Forscher fanden heraus, dass sich diese großen Gaskonzentrationen in der Nähe der Überlappungsbereiche der Filamente befinden.
Die Subaru-Beobachtungen waren erfolgreich darin, viel schwächere Objekte zu finden als zuvor in dieser Region entdeckt. Zum Beispiel fanden sie 33 neue große Gaskonzentrationen entlang der Filamentstruktur, die sich über 100.000 Lichtjahre erstrecken. Dies ist das erste Mal, dass im fernen Universum so viele große Gaskonzentrationen entdeckt wurden, die Astronomen als Lyman-Alpha-Blobs bekannt sind.
Astronomen glauben, dass solche Lyman-Alpha-Blobs, die so genannt werden, da sie in der Lyman-Alpha-Emissionslinie von Wasserstoff zu sehen sind, wahrscheinlich mit den Geburten der größten Galaxien zusammenhängen. Im Modell der „Gravitationserwärmung“ sind die Blobs Regionen, in denen Gas unter seiner eigenen Schwerkraft zusammenbricht, um eine Galaxie zu bilden. Das Modell der „Photoionisierung“ schreibt die Emission des Gases der Ionisierung durch ultraviolettes Licht von neugeborenen Sternen oder einem massiven Schwarzen Loch zu. Das Modell „Schockerwärmung“ oder „galaktischer Superwind“ geht davon aus, dass das Leuchten des Gases durch den Tod vieler massereicher Sterne verursacht wird, die früh in der Geschichte des Universums geboren wurden, ein kurzes Leben führen und dann bei Supernova-Explosionen sterben, die ausblasen umgebendes Gas. Die Teammitglieder Yoshiaki Taniguchi und Yasuhiro Shioya (Ehime University) haben sich für das galaktische Superwind-Modell ausgesprochen.
Beobachtungen mit dem DEIMOS-Spektrographen am Keck II-Teleskop ergaben, dass sich das Gas in den Blobs mit einer Geschwindigkeit von mehr als 500 Kilometern pro Sekunde (300 Meilen pro Sekunde) bewegt. Das Ausmaß der Gaskonzentrationen und die Geschwindigkeit des darin enthaltenen Materials legen nahe, dass diese Regionen bis zu zehnmal so massereich sein müssen wie die Milchstraßengalaxie.
Die Blobs zeigen eine große Vielfalt in Form und Helligkeit. Einige zeigen beispielsweise blasenähnliche Merkmale, die mit Computersimulationen galaktischer Winde übereinstimmen, wie die von Masao Mori (Senshu University) und Masayuki Umemura (University of Tsukuba). Es gibt auch diffuse Blobs und solche, die aus mehreren Galaxien bestehen.
"Galaxien unterschiedlicher Größe umgeben uns", sagte Yuichi Matsuda von der Universität Kyoto. "Die hohen Gaskonzentrationen, die wir gefunden haben, können uns viel darüber erzählen, wie die größten davon entstanden sind."
Diese Ergebnisse wurden in einer Reihe von Forschungsarbeiten im Astronomical Journal und im Astrophysical Journal veröffentlicht.
Ursprüngliche Quelle: Subaru-Pressemitteilung
