Eine Himmelskarte, überlagert mit einem Teil der einzelnen MeerKAT-Punkte, die einige tausend Radioquellen enthalten. In der Himmelskarte markieren die Kreise die Positionen von 391 Messpunkten, die insgesamt 971.980 Quellen enthalten. Der Pfeil zeigt die Richtung des kosmischen Dipols, der ursprünglich durch Messungen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung ermittelt wurde. Durch den Dipoleffekt erscheinen die Quellen in der Richtung der Bewegung zahlreicher (roter Teil) und in der entgegengesetzten Richtung weniger zahlreich (blauer Teil).(Bildnachweis: MALS-Team)
Wenn wir mit bloßen Augen in das Universum schauen, sehen wir nur einen kleinen Teil dessen, was wirklich da ist. Das liegt daran, dass es Teile des elektromagnetischen Spektrums gibt, für die unser Sehvermögen nicht empfindlich ist.
Die Strahlung wird von allen möglichen kosmischen Phänomenen in diesem Spektrum ausgestrahlt, aber wir sind nur in der Lage, Wellenlängen im Bereich des sichtbaren Lichts ohne externe Hilfsmittel zu sehen – aber glücklicherweise haben Astronomen Zugang zu Teleskopen, die es ihnen ermöglichen, das Universum in diesem Kontinuum zu beobachten.
Das südafrikanische MeerKAT-Radioteleskop ist ein solches Observatorium, mit dem Astronomen die Radiostrahlung von Sternen, Schwarzen Löchern und Galaxien im umgebenden Universum untersuchen können. Kürzlich hat ein internationales Team von Astronomen des MeerKAT Absorption Line Survey (MALS) einen umfangreichen Katalog von Radioquellen, die vom MeerKAT-Radioteleskop erfasst wurden, genutzt, um ein Phänomen zu messen, das als „kosmischer Radiodipol“ bezeichnet wird.
Die Beobachtung des Radiohimmels kann den Astronomen Einblicke in die großräumige Struktur des Universums geben, da sich die Radioemissionen von weit entfernten Galaxien auf relativ ununterbrochenen Bahnen durch den Raum bewegen können. Die MALS-Durchmusterung hat einen extrem empfindlichen Katalog von fast einer Million Radioquellen am Himmel hervorgebracht, da das Team das MeerKAT-Teleskop-Array in 391 Richtungen ausgerichtet hat.
„Die Tiefe und der Umfang dieses Kontinuumskatalogs sind einzigartig unter den modernen Radiokontinuumsdurchmusterungen“, sagte Neeraj Gupta, ein Astronom am Interuniversitären Zentrum für Astronomie und Astrophysik (IUCAA), der das MALS-Projekt leitet, in einer Erklärung.
Der kosmische Radiodipol ist ein Effekt, der durch die Bewegung des Sonnensystems durch den Weltraum erzeugt wird, während es das Zentrum der Milchstraße umkreist, und durch die Gravitationswechselwirkung der Milchstraße mit anderen Galaxien. Dieser Effekt bewirkt, dass Radioquellen in der Richtung, in die sich das Sonnensystem bewegt, zahlreicher erscheinen und in der entgegengesetzten Richtung weniger zahlreich.
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Das Ausmaß dieses Effekts sollte direkt mit der Geschwindigkeit des Sonnensystems im Weltraum zusammenhängen – aufgrund früherer Messungen der Bewegung des Sonnensystems im Weltraum wurde jedoch festgestellt, dass der Effekt viel größer ist.
Dies veranlasste die Astronomen zu der Frage, ob der Dipol nicht nur durch die Bewegung des Sonnensystems durch den Weltraum, sondern vielmehr durch andere Radioquellen (und damit mehr Galaxien) in der Richtung, in die sich das Sonnensystem bewegt, verursacht werden könnte. Die neue Dipolmessung auf der Grundlage der MALS-Durchmusterung stimmt jedoch mit den Vorhersagen überein, die auf aktuellen Messungen der Bewegung des Sonnensystems durch den Weltraum beruhen.
Astronomen vermuten, dass diese Diskrepanz mit dem Design der verschiedenen Durchmusterungen zusammenhängt, wobei die MALS-Durchmusterung kleine Bereiche des Himmels bis in eine sehr große Tiefe abdeckt. Die Messung des Dipols ist ein äußerst wichtiger Test für die Kosmologie und kann uns zeigen, ob unsere grundlegenden Annahmen über die Struktur des Universums korrekt sind“, so Jonah Wagenveld, Astronom am MPIfR und Hauptautor der Studie, in der die Ergebnisse vorgestellt werden.
Wie die neuen Ergebnisse zeigen, bietet die Radioastronomie den Wissenschaftlern neue Möglichkeiten, das Universum auf den größten Skalen zu beobachten, und damit die Möglichkeit, unsere besten kosmologischen Theorien anhand von Beobachtungsdaten zu überprüfen.
Ein Vorabdruck dieser Ergebnisse kann auf der Datenbank arXiv eingesehen werden, und ein Artikel wurde in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
