Warum drehen sich einige Galaxien wie riesige Kreisel, während andere unbeweglich erscheinen? Diese Frage beschäftigt Astronomen seit Jahrzehnten, und eine kürzliche Entdeckung könnte unerwartete Antworten liefern.
Ein internationales Team hat eine dünne Kette von Galaxien identifiziert, die sich 140 Millionen Lichtjahre entfernt in einem immensen kosmischen Filament befindet. Diese Struktur, beschrieben in den
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zeigt, dass vierzehn wasserstoffreiche Galaxien über eine Länge von 5,5 Millionen Lichtjahren aufgereiht sind. Das Überraschendste ist, dass ihre Rotation der des Filaments selbst zu folgen scheint – ein seltenes Phänomen, das unser Wissen über den Ursprung der Bewegung von Galaxien in Frage stellt.
Illustration, die die Rotation von neutralem Wasserstoff in den Galaxien eines ausgedehnten Filaments zeigt, wobei diese eine kohärente Bewegung folgend dem kosmischen Netz im großen Maßstab aufweisen.
Bildnachweis: Lyla Jung Kosmische Filamente sind die größten bekannten Strukturen im Universum und bilden ein Netzwerk aus Galaxien und dunkler Materie. Sie leiten Materie und Energie zu benachbarten Galaxien und beeinflussen so deren Wachstum. In diesem speziellen Fall beobachteten die Forscher, dass sich die Galaxien auf beiden Seiten der Filamentachse in entgegengesetzte Richtungen bewegen, was auf eine globale Rotation des gesamten Systems hindeutet. Diese Konfiguration bietet eine einzigartige Gelegenheit zu untersuchen, wie große kosmische Strukturen ihre Bewegung an die von ihnen beherbergten Galaxien übertragen (mehr zu diesen Strukturen siehe unten).
Die Wissenschaftler verwendeten dynamische Modelle, um die Rotationsgeschwindigkeit des Filaments auf etwa 110 Kilometer pro Sekunde zu schätzen. Seine dichte Zentralregion erstreckt sich über fast 163.000 Lichtjahre. Diese junge und wenig gestörte Struktur, die als "dynamisch kalt" bezeichnet wird, enthält viele gasreiche Galaxien, was ein Zeichen dafür ist, dass sie sich noch in der Entstehung befindet. Der vorhandene Wasserstoff dient als Rohmaterial für die Bildung von Sternen, was sie zu einem bevorzugten Beobachtungsgebiet macht, um die galaktische Evolution zu verstehen.
Die Implikationen sind vielfältig: Diese Studie trägt dazu bei, besser zu verstehen, wie Galaxien ihre Rotation aus den umgebenden Strukturen erlangen. Sie könnte auch zukünftigen Missionen wie der Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation oder dem Vera C. Rubin-Observatorium in Chile helfen, indem sie intrinsische Ausrichtungen identifiziert, die kosmologische Messungen verzerren könnten. Das Verständnis dieser Mechanismen eröffnet Perspektiven auf die Entstehung und Entwicklung des Universums im großen Maßstab.
Kosmische Filamente: Materieautobahnen im Universum
Kosmische Filamente sind riesige Strukturen, die Galaxienhaufen verbinden und ein verzweigtes Netz durch das Universum bilden. Sie bestehen hauptsächlich aus dunkler Materie, einer unsichtbaren Substanz, die den Großteil der kosmischen Masse ausmacht, und aus heißem Gas. Diese Filamente erstrecken sich über Hunderte von Millionen Lichtjahren und dienen als Kanäle für Materie, indem sie Gas zu Galaxien leiten, wo es die Sternentstehung antreiben kann.
Die Entdeckung einer Rotation in einem Filament zeigt, dass diese Strukturen nicht statisch, sondern dynamisch sind. Ihre Bewegung kann beeinflussen, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln, indem sie Energie und Materie übertragen. Dies stellt die Vorstellung in Frage, dass Galaxien ihre Rotationsbewegung isoliert entwickeln, und deutet stattdessen auf eine kontinuierliche Wechselwirkung mit ihrer großräumigen Umgebung hin.
Aktuelle kosmologische Modelle sagen die Existenz dieser Filamente voraus, aber ihre direkte Rotation zu beobachten, ist außergewöhnlich. Diese Beobachtung ermöglicht es, Theorien über die Entstehung kosmischer Strukturen zu testen und zu verfeinern. Sie zeigt, wie das Universum Materie von den größten Skalen bis hin zu einzelnen Galaxien organisiert und so Kosmologie mit galaktischer Astrophysik verbindet.
Diese Filamente zu verstehen, ist entscheidend, um die Geschichte des Universums nachzuvollziehen. Sie wirken als fossile Archive der primordialen Materieflüsse und liefern Hinweise auf die Anfangsbedingungen nach dem Urknall. Durch die Untersuchung ihrer Rotation können Wissenschaftler besser erfassen, wie sich das Universum entwickelt hat, um die Galaxien hervorzubringen, die wir heute beobachten.
Quelle: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society