Bildnachweis: NASA
Weitfeldbeobachtungen des frühen Universums haben eine seltsame Reihe von 300 Millionen Lichtjahren langen Galaxien ergeben, die sich aktuellen Theorien über die Entwicklung des Universums kurz nach dem Urknall widersetzen. Die Astronomen, die die mehr als 10 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxienkette entdeckten, verglichen sie mit Supercomputersimulationen des frühen Universums, die so früh keine so großen Ketten reproduzieren konnten. Der nächste Schritt dieser Forschung wird darin bestehen, einen zehnmal so großen Bereich des Himmels abzubilden, um eine bessere Vorstellung von der großräumigen Struktur des Universums zu erhalten.
Weitfeldteleskopbeobachtungen des fernen und damit frühen Universums, die auf eine Zeit zurückblicken, als es ein Fünftel seines gegenwärtigen Alters war (Rotverschiebung = 2,38), haben eine enorme Reihe von Galaxien ergeben, die etwa 300 Millionen Lichtjahre lang sind. Diese neue Struktur widerspricht aktuellen Modellen der Entwicklung des Universums, was nicht erklären kann, wie sich eine so große Saite so früh gebildet haben könnte.
Die Größe der Schnur ist vergleichbar mit der „Großen Mauer“ von Galaxien, die 1989 von Dr. John Huchra und Dr. Margaret Geller im nahe gelegenen Universum gefunden wurde. Dies ist das erste Mal, dass Astronomen ein Gebiet im frühen Universum groß kartieren konnten genug, um eine solche Galaxienstruktur aufzudecken.
Die Saite wurde von Dr. Povilas Palunas (Universität von Texas, Austin, Texas), Dr. Paul Francis (Australische Nationaluniversität, Canberra, Australien), Dr. Harry Teplitz (California Institute of Technology in Pasadena) und Dr. Gerard entdeckt Williger (Johns Hopkins University, Baltimore, Md.) Und Dr. Bruce E. Woodgate (Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md.). Die ersten Beobachtungen wurden mit dem 4 m (159 Zoll) großen Blanco-Teleskop am Interamerikanischen Observatorium Cerro Tololo der National Science Foundation in Chile gemacht und mit dem 3,9 m (154 Zoll) großen anglo-australischen Teleskop am Siding Spring bestätigt Observatorium in Ostaustralien. Das Team präsentiert seine Ergebnisse heute auf dem Treffen der American Astronomical Society in Atlanta, Georgia, und ein Artikel, der diese Arbeit beschreibt, wird im Februar im Astrophysical Journal erscheinen.
Die Schnur 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, ist ein Lichtjahr, also sehen wir die Schnur, wie sie vor 10,8 Milliarden Jahren erschien. Es ist mindestens 300 Millionen Lichtjahre lang und ungefähr 50 Millionen Lichtjahre breit. (Siehe Film 1 und Bilder 3 und 4 für das Konzept eines Künstlers der Saite.) Die Astronomen haben 37 Galaxien und einen Quasar in der Saite entdeckt, aber "es gibt mit ziemlicher Sicherheit weit mehr als das", sagte Palunas. "Die Saite enthält wahrscheinlich viele tausend Galaxien." (Siehe Bild 1 für das Konzept eines Künstlers 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 gegenwärtigen Alters war", sagte Woodgate. "Das heißt, wir blicken infolge des Urknalls vier Fünftel des Weges zum Beginn des Universums zurück."
Das Team verglich ihre 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 großen Reihen aufnehmen kann", sagte Francis. "Seit dem Urknall war einfach nicht mehr genug Zeit, um so kolossale Strukturen zu bilden."
"Wir gehen derzeit davon aus, dass es sich um einen Eisbergspitzeneffekt handelt", sagte er. „Wir sehen nur die hellsten Galaxien. Das ist wahrscheinlich weit weniger als 1% von dem, was wirklich da draußen ist. Der größte Teil davon ist die mysteriöse unsichtbare dunkle Materie. Es könnte sein, dass die dunkle Materie nicht so angeordnet ist wie die Galaxien, die wir sehen. “ In jüngster Zeit haben sich Beweise für das Vorhandensein dunkler Materie im Universum angesammelt, einer unsichtbaren Form von Materie, die nur durch die Anziehungskraft auf gewöhnliche Materie (und Licht) erkennbar ist. Es gibt viele Möglichkeiten, was dunkle Materie sein könnte, aber ihre wahre Natur ist derzeit unbekannt.
In den letzten Jahren, erklärte Francis, wurde festgestellt, dass dunkle Materie im lokalen Universum in großem Maßstab auf die gleiche Weise verteilt ist wie die Galaxien, 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 der Wolken der dunklen Materie. Aber im frühen Universum hatten sich die meisten Galaxien noch nicht gebildet, und die meisten Wolken der dunklen Materie werden noch keine Galaxie enthalten.
"Um unsere Ergebnisse zu erklären", sagte Francis, "müssen die Wolken der dunklen Materie, die in Strings liegen, Galaxien gebildet haben, während die Wolken der dunklen Materie anderswo dies nicht getan haben." Wir wissen nicht, warum dies passiert ist - es ist nicht das, was die Modelle vorhersagen. "
Um diese Forschung fortzusetzen, sagen die Astronomen, besteht der nächste Schritt darin, eine zehnmal größere Himmelsfläche abzubilden, um eine bessere Vorstellung von der großräumigen Struktur zu erhalten. Derzeit laufen mehrere solcher Umfragen. Die Forschung wurde von der NASA und der Australian National University finanziert.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
