Die Expansion des Universums, die vor fast einem Jahrhundert von Edwin Hubble entdeckt wurde, zeigt, dass sich Galaxien umso schneller von uns entfernen, je weiter sie entfernt sind. Doch unsere nächste Nachbargalaxie, die Andromeda-Galaxie, nähert sich mit 100 km/s der Milchstraße.
Bereits 1959 hatte diese Anomalie Astronomen dazu veranlasst, die Existenz Dunkler Materie zu postulieren, um diese Bewegung zu erklären. Doch ein Paradoxon blieb bestehen: Warum scheint die kosmische Expansion in unserer Umgebung so wenig gestört zu sein, obwohl massive Galaxien wie Andromeda existieren? Ein europäisches Team, darunter Forscher des IAP, hat dieses Rätsel nun gelöst, indem es die verborgene Struktur unserer kosmischen Umgebung aufdeckte: Die Materie ist dort in einer dünnen, abgeflachten Schicht organisiert, die große, nahezu leere Zonen zurücklässt.
Simulationen, die die verborgene Struktur unseres lokalen Universums enthüllen: eine dünne Schicht Dunkler Materie (in Farbe) und galaktische Geschwindigkeiten (Pfeile), die die Geschwindigkeit von Andromeda und den Hubble-Fluss um die Milchstraße erklären
© Ewoud Wempe (Universität Groningen) Um dieses Geheimnis zu lüften, nutzten die Forscher fortschrittliche numerische Simulationen. Ihre Algorithmen rekonstruierten die Anfangsbedingungen des frühen Universums, indem sie sie mit den beobachteten Eigenschaften des kosmischen Mikrowellenhintergrunds in Übereinstimmung brachten und dabei vorgeben, dass die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie heute die gemessenen Positionen und Geschwindigkeiten einnehmen. Die Analyse mehrerer hundert mit den Daten kompatibler Szenarien beleuchtet eine wiederkehrende Konfiguration: eine "blattförmige" Massenverteilung, die sich weit über unsere lokale Gruppe von Galaxien hinaus erstreckt.
Die Ergebnisse zeigen, dass diese Struktur gleichzeitig die geringe Störung gegenüber der Expansion und die Bewegung von Andromeda erklärt, und zwar dank eines gravitativen Gleichgewichts zwischen den zentralen Galaxien und den angrenzenden leeren Regionen. Diese ebenso unerwartete wie elegante Entdeckung offenbart eine Strukturierung unserer nahen Umgebung, die viel eigenartiger ist als bisher angenommen. Sie eröffnet Perspektiven, wie die kosmische Umgebung Galaxien formt, einschließlich jener in unserer unmittelbaren Nachbarschaft.
Quelle: CNRS INSU