Galaxien sind nicht gleichmäßig im gesamten Universum verteilt. Trotzdem hat diese große Region des Weltraums weit weniger Galaxien als von Astronomen erwartet.
Computersimulation der Verteilung von Materie im Universum. Orange Regionen enthalten Galaxien, während blaue Strukturen Gas und dunkle Materie sind. Astronomen haben festgestellt, dass eine große Region des Weltraums weit weniger Galaxien enthält als bisher angenommen. Bild über TNG Collaboration.
So wie eine typische Galaxie Milliarden von Sternen enthält, gibt es insgesamt auch Milliarden von Galaxien im Universum. Diese Galaxien sind jedoch nicht gleichmäßig verteilt, und die Astronomen haben eine große Region des Weltraums gefunden, die es gibt viel weniger Galaxien als erwartet. Wie in einem neuen, von Fachleuten geprüften Artikel beschrieben, der in Das astrophysikalische Tagebuch Am 14. August 2018 können Forscher diese Informationen nun nutzen, um besser zu verstehen, wie sich das frühe Universum und die ersten Galaxien gebildet haben.
Im frühen Universum vor etwa 12 Milliarden Jahren war das Gas, das den sonst leeren Raum durchdringt, im Durchschnitt undurchsichtiger als heute. Es gab jedoch einige Unterschiede von Ort zu Ort. Die Astronomen waren sich nicht sicher warum, aber jetzt glauben sie zu erfahren, wie dies geschah.
Bild vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA / ESA, das einige der schwächsten und frühesten bekannten Galaxien im Universum zeigt. Die neuen Erkenntnisse werden den Astronomen helfen, die Entstehung der frühesten Galaxien besser zu verstehen. Bild über NASA / ESA / HST Frontier Fields Team / STScI.
Astronomen der University of California nutzten das große Subaru-Teleskop auf Mauna Kea in Hawaii, um detaillierte Beobachtungen einer großen Weltraumregion mit einem Durchmesser von 500 Millionen Lichtjahren durchzuführen, in der intergalaktisches Gas extrem undurchsichtig ist. Das Ziel war die Suche nach Galaxien mit sehr jungen Sternen; wenn sie einen gefunden haben kleiner Eine größere Anzahl von Galaxien als erwartet würde bedeuten, dass das Sternenlicht dieser Sterne nicht so stark durch das Gas dringen könnte, wie bisher angenommen. Es würde auch anzeigen, dass von diesen Galaxien weniger Licht erzeugt wurde und dass sich mehr undurchsichtiges Gas bildete, sodass das Licht nicht so weit wandern konnte, wie es die Astronomen erwartet hatten. Aber wenn sie gefunden haben Mehr Galaxien als erwartet, das würde darauf hindeuten, dass sich die Region über mehrere hundert Millionen Jahre deutlich abgekühlt hat. Steven Furlanetto, Professor für Astronomie an der UCLA und Mitautor des neuen Papers:
In der Astronomie war es selten, dass zwei konkurrierende Modelle, die beide auf ihre Weise überzeugten, genau entgegengesetzte Vorhersagen lieferten, und wir hatten das Glück, dass diese Vorhersagen überprüfbar waren.
Kombiniertes radio / optisches Bild, das den Magellanschen Gasstrom in der Milchstraße zeigt (unterer Teil des Bildes). Zu Beginn des Universums war dieses Gas im Durchschnitt undurchsichtiger als heute. Bild über Nidever et al., Umfrage NRAO / AUI / NSF / Meilinger / Leiden-Argentinien-Bonn / Parkes-Observatorium / Westerbork-Observatorium / Arecibo-Observatorium.
Interessanterweise scheint das Fehlen von Galaxien in dieser Region der Grund zu sein, warum es so undurchsichtig ist, anstatt dass die Undurchsichtigkeit der Grund dafür ist, dass Astronomen weniger Galaxien sehen. Wie Furlanetto sagte:
Es ist nicht so, dass die Undurchsichtigkeit eine Ursache für den Mangel an Galaxien ist. Stattdessen ist es umgekehrt.
Aber wie? Die Astronomen glauben, dass, da das Gas im Weltraum durch ultraviolettes Licht von Galaxien transparent gehalten wird, weniger nahe gelegene Galaxien es undurchsichtiger machen würden. Sie legen auch nahe, dass während der ersten Milliarden Jahre nach dem Urknall das intergalaktische Gas zwischen den Galaxien durch ultraviolettes Licht der frühesten Galaxien transparent gehalten wurde. Dieser Prozess trat früher in Regionen mit mehr Galaxien auf.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass sogar Regionen des Universums, die weniger Galaxien als andere haben, tatsächlich noch haben viele. Ein gutes Beispiel ist in diesem letzten Beitrag auf EarthSky, zeigt eine Region um den nördlichen galaktischen Pol. Jeder winzige Punkt, den Sie sehen, ist eine individuelle Galaxie. Jeder der Punkte steht laut ESA für „Wärme“, die von Staubkörnern ausgeht, die zwischen den Sternen jeder Galaxie liegen. Es hat Milliarden von Jahren gedauert, bis diese Strahlung die Erde erreichte.
Region des Weltraums um den nördlichen galaktischen Pol. Jeder Lichtpunkt ist eine individuelle Galaxie. Bild über ESA / Herschel / SPIRE; M.W.L. Smith et al. 2017.
Wie von der ESA festgestellt:
Der nördliche galaktische Pol liegt weit entfernt von der überfüllten Scheibe der Milchstraße und bietet einen sauberen, klaren Blick auf das ferne Universum jenseits unserer Heimatgalaxie. Am Himmel befindet es sich irgendwo in der nördlichen Konstellation von Coma Berenices (Berenices Haar), einer Region, die auch einen besonders reichen Galaxienhaufen enthält, der als Coma Cluster bekannt ist. Zufälligerweise ist der Koma-Cluster in dieser Karte enthalten, wodurch die Anzahl der einzelnen Galaxien um mehr als 1.000 Lichtpunkte erhöht wird.
Fazit: Astronomen haben festgestellt, dass eine große Region des Universums weitaus weniger Galaxien als gedacht hat. Dies kann ihnen helfen, die Bedingungen im frühen Universum, das Zusammenspiel von Galaxien und Staub im Weltraum und die Entstehung der ersten Galaxien besser zu verstehen.
Quelle: Hinweise auf großräumige Fluktuationen im metagalaktischen ionisierenden Hintergrund in der Nähe von Rotverschiebung sechs
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