Video der Woche: Kosmische Heimat – neu definiert



Unsere Sonne ist nur ein kleiner Stern von unzähligen in unserer Heimatgalaxie. Und die Milchstraße ist nur eine eher kleine Sternenansammlung unter vielen. Sie bildet zusammen mit anderen Galaxien einen Cluster, dieser wiederum gruppiert sich zu einer noch größeren Einheit, dem Supercluster. Wie groß dieser jedoch ist und was er umfasst, haben Forscher erst jetzt herausgefunden. Ihre dreidimensionale Kartierung enthüllt, dass der Laniakea getaufte Supercluster viel größer ist als gedacht - und dass unsere Milchstraße weitab vom Zentrum an einem Außenarm dieser Struktur liegt. Unser Video der Woche zeigt in faszinierenden Bildern, wie unsre kosmische Heimat nach diesen Erkenntnissen aussieht.

Die Materie ist in unserem Universum nicht völlig gleichmäßig verteilt, sondern bildet großräumige Strukturen: Cluster, Filamente und gewaltige fast leere Raumregionen. Welche Galaxien einen Cluster bilden, lässt sich aus ihren Entfernungen voneinander und ihren Bewegungen grob abschätzen. In noch größerem Maßstab aber wird es schwierig, herauszufinden, wie die Materie im All strukturiert ist – und wer mit wem enger verbunden ist. "Spektroskopische Durchmusterungen enthüllen Netzwerke von Strukturen, die aber nicht durch klare Grenzen voneinander abgesetzt sind", erklären Brent Tully von der University of Hawaii in Honolulu und seine Kollegen. Gebiete mit einer höheren Dichte von Galaxien bezeichnen Astronomen daher zwar als Supercluster, doch eine klare Definition dieses Begriffs fehlte bisher. Auch der Supercluster, zu dem die Milchstraße und ihre lokale Gruppe von Galaxien gehören, ließ sich daher bisher nicht kartieren oder umgrenzen.

Die Eigenbewegung verrät es

Daten einer neuen Himmelsdurchmusterung und eine raffinierte Auswertemethode haben nun das bisher Unmögliche möglich gemacht: die Vermessung unseres heimatlichen Superclusters. Die Forscher nutzten dabei die Eigenbewegung der Galaxien als Anzeiger dafür, welche in den lokalen Supercluster gehören und welche nicht. Die Logik dahinter: Wenn Galaxien und Cluster miteinander wechselwirken oder von einem gemeinsamen Schwerkraftfeld zusammengehalten werden, dann sollte sich dies auch an ihren Bewegungen erkennen lassen. "Eine Karte der Eigengeschwindigkeiten kann daher in eine Karte der Materieverteilung übersetzt werden", so Tully und seine Kollegen. Ein Supercluster ist ihrer Definition nach eine Art "Becken der Anziehung" in einem Feld von Geschwindigkeitsströmen. Zeigen die Geschwindigkeiten von benachbarten Clustern oder Galaxien an einer Stelle dagegen in entgegengesetzte Richtungen, dann muss hier die Grenze zweier benachbarter Supercluster liegen.

Doch diese Grenzen eines Superclusters nachzuweisen, ist in der Praxis alles andere als einfach. Denn die Eigenbewegung der Galaxien wird durch die Ausdehnung des Universums überlagert. Um die tatsächliche Geschwindigkeit eines entfernten Objekts herauszufinden, muss diese daher zunächst herausgerechnet werden. Weil die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Weltalls mit wachsender Entfernung von uns zunimmt, sind aber genaue Entfernungsdaten der Galaxien nötig, um zu wissen, wie viel abgezogen werden muss. Und genau diese Informationen hat der bisher größte Katalog galaktischer Bewegungen, Cosmicflows-2 Survey, nun geliefert. Er gibt für rund 8.000 Galaxien an, wie weit sie entfernt liegen. Tully und seine Kollegen kombinierten dies mit Daten zur Geschwindigkeit dieser Galaxien und konnten so ihre Eigenbewegung ermitteln.

Das Ergebnis ist die erste dreidimensionale Karte unseres heimischen Superclusters. Die Forscher tauften diese 520 Millionen Lichtjahre große Region Laniakea – zusammengesetzt aus den hawaiianischen Wörtern für Himmel (lani) und unermesslich (akea). Sie umfasst neben der Milchstraße und dem Virgo-Galaxienhaufen auch den sogenannte "Local Void", eine besonders leere, galaxienarme Raumregion in unserer Nachbarschaft. Zusammen entspricht die in diesem Supercluster konzentrierte Masse 10 hoch 17 Sonnenmassen, verteilt auf rund 100.000 Galaxien, wie die Forscher berichten. Und alle Galaxien und Regionen im Supercluster sind über mehrere verästelte Ströme miteinander verbunden. Das Zentrum bildet dabei der sogenannte "Große Attraktor", ein Gebiet im Weltall, auf das sich die meisten Mitglieder unseres Superclusters hinzubewegen scheinen. Er bildet quasi die Talsohle in unserem heimischen "Becken der Anziehung".

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