(Links) Ein Bild des Himmels in Richtung der Entdeckung des kosmischen Netzes (Rechts) Das Bild zeigt das diffuse Gas (rot), das in dem kosmischen Faden enthalten ist, der zwei Galaxien (gelbe Sterne) verbindet und sich über eine riesige Entfernung von 3 Millionen Lichtjahren erstreckt.(Bildnachweis: Joseph DePasquale/Space Telescope Science Institute/Davide Tornotti/University of Milano-Bicocca)
Astronomen haben einen spektakulären Faden im kosmischen Netz aufgenommen, der zwei sich aktiv bildende Galaxien verbindet, die bereits existierten, als das Universum gerade einmal 2 Milliarden Jahre alt war. Beide Galaxien ernähren supermassive schwarze Löcher.
Das kosmische Netz erstreckt sich über eine unglaubliche Länge von 3 Millionen Lichtjahren und ist damit etwa 30 Mal länger als die Milchstraße. Es ist das riesige Gerüst, auf dem die Struktur des sichtbaren Universums aufgebaut ist. Entlang seiner Fäden strömte Gas und versorgte die Galaxien mit dem für die Sternentstehung und damit für ihr Wachstum notwendigen Rohmaterial.
Das macht das Studium des kosmischen Netzes entscheidend für unser Verständnis der kosmischen Entwicklung.
„Indem wir das schwache Licht dieses Fadens, der knapp 12 Milliarden Jahre unterwegs war, um die Erde zu erreichen, eingefangen haben, konnten wir seine Form genau charakterisieren“, so Davide Tornotti, Teamleiter und Forscher an der Universität Mailand-Bicocca, in einer Erklärung. „Zum ersten Mal konnten wir die Grenze zwischen dem Gas, das sich in Galaxien befindet, und dem Material, das im kosmischen Netz enthalten ist, durch direkte Messungen nachzeichnen.“
Wie man ein unsichtbares kosmisches Netz sieht
Die Erforschung des kosmischen Netzes ist kein leichtes Unterfangen; diese Schwierigkeit ergibt sich daraus, dass diese Netzlinien aus dunkler Materie bestehen, dem geheimnisvollsten „Stoff“ des Universums, der nicht mit Licht wechselwirkt und daher praktisch unsichtbar ist. Das Gas, das entlang dieser Linien fließt, wie der Verkehr auf einer kosmischen Autobahn, interagiert zwar mit dem Licht, ist aber dennoch schwierig abzubilden. Das liegt daran, dass selbst Wasserstoff, das bei weitem häufigste Element des Universums, nur ein schwaches Leuchten aussendet, das unsere astronomischen Instrumente bisher nur schwer zwischen Sternen und Galaxien beobachten konnten. Wenn das Gas, das zwischen den Sternen existiert, entdeckt wird, geschieht dies indirekt über das Licht, das es von hellen Hintergrundquellen absorbiert.Das Team hinter der neuen Beobachtung überwand diese Schwierigkeiten mit Hilfe von MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), einem Very Large Telescope (VLT) der zweiten Generation an der Europäischen Südsternwarte in Chile.
Eine mit einem Supercomputer erstellte Simulation eines riesigen Bereichs des Kosmos, die auf dem Standardmodell der Kosmologie basiert. (Bildnachweis: Alejandro Benitez-Llambay/MPA/Universität Mailand Bicocca)Das Team wandte sich dann an Supercomputer-Simulationen des Universums, die am Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) durchgeführt wurden, um die Emissionen zu berechnen, die von filamentärem Gas auf der Grundlage des Standardmodells der Kosmologie, dem Lambda Cold Dark Matter (LCDM)-Modell, zu erwarten sind. „Beim Vergleich mit dem neuen hochauflösenden Bild des kosmischen Netzes finden wir eine wesentliche Übereinstimmung zwischen der aktuellen Theorie und den Beobachtungen“, sagte Tornotti.
Die Beobachtung des kosmischen Netzes und seine Übereinstimmung mit den Vorhersagen des Standardmodells der Kosmologie sind ermutigend, aber es ist klar, was das Team als Nächstes tun muss: mehr kosmische Netzlinien finden. „Wir sind begeistert von dieser direkten, hochauflösenden Beobachtung eines kosmischen Fadens. Aber wie man in Bayern sagt: ‚Eine ist keine‘ – eine zählt nicht“, sagte Teammitglied Fabrizio Arrigoni Battaia, ein Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA), in der Erklärung. „Deshalb sammeln wir weitere Daten, um mehr solcher Strukturen aufzudecken, mit dem Ziel, ein umfassendes Bild davon zu bekommen, wie Gas im kosmischen Netz verteilt ist und fließt.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden Ende Januar 2025 in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
