Montag, 18. November 2013

Astronomen entdecken die bislang größte Struktur im Universum


Künstlerische Darstellung eines Gammastrahlenausbruchs (Illu.). | Copyright: NASA

Budapest (Ungarn) - Erst im vergangenen Frühjahr vermeldeten britische Astronomen die Entdeckung der bis dahin größten Struktur im Universum. Die Quasargruppe ist so groß, dass eine Durchquerung selbst mit Lichtgeschwindigkeit noch vier Milliarden Jahre dauern würde. Jetzt berichten ungarische Wissenschaftler von der Entdeckung einer Struktur, die diese im buchstäblich unvorstellbare Dimension nochmals degradiert. Mit einem Durchmesser von 10 Milliarden Lichtjahren stellt auch dieses Gebilde bisherige Lehrmeinungen über mögliche Größen im Universum in Frage - verbietet doch das sogenannte "kosmologische Prinzip" eigentlich derart gewaltige Strukturen.

Schon seit rund 100 Jahren streiten sich die Gelehrten darüber, wie groß die größten Strukturen im Universum sind oder sein können, seit zu Beginn des 20. Jahrhundert Astronomen zum ersten Mal vermuteten, dass Sterne selbst Haufen bilden können - Haufen, die wir heute "Galaxien" nennen. Fortan ging die Wissenschaft dann davon aus, dass eben diese Galaxien die größten zusammenhängenden Strukturen im Universum darstellen. Dann entdeckten Astronomen 1989, dass die Galaxien, im Gegensatz zur bis dahin geltenden Meinung, nicht einfach nur gleichmäßig im Universum verteilt sind, sondern selbst mit- und untereinander wiederum klar abgegrenzte Strukturen bilden. Die größte dieser Strukturen, die sogenannte "Große Mauer", hatte einen Durchmesser von 500 Millionen Lichtjahren.


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Wie der "The Physics arXiv Blog" weiter erläutert, stellte die Entdeckung der kosmischen Großen Mauer schon damals die Wissenschaft vor ein Problem, da sie und die Entfernungen zwischen den darin enthaltenen Galaxien schlicht und einfach zu groß war, um als das Ergebnis von Schwerkraftinteraktionen den Galaxien seit Beginn des Universums erklärt werden zu können. Heute gehen die Forscher jedoch davon aus, dass sich diese Strukturen schon kurz nach dem Urknall aufgrund der unterschiedlichen Dichte des jungen Universums durch Quantenfluktuationen bildeten.


Doch die Große Mauer blieb nicht die größte Struktur. Nachdem 2003 mit der "Great Sloan Wall" eine Galaxiengruppe von 1,4 Milliarden Lichtjahren Durchmesser in etwa einer Milliarden Lichtjahre Entfernung zur Erde entdeckt wurde, entdeckten Astronomen im Frühjahr 2013 mit der Großen Quasarengruppe (LQG, Large Quasar Group) eine Struktur aus 73 Quasaren (also Kerne aktiver Galaxie) innerhalb eines Durchmessers von 500 bis zu maximal 1.200 Megaparsec (etwa 4 Milliarden Lichtjahren) im Sternbild Löwe (...wir berichteten).



Künstlerische Darstellung eines einzelnen Quasars (Illu.).
| Copyright. ESO/M. Kornmesser


Schon damals erklärten die Entdecker der Großen Quasarengruppe, dass schon diese Struktur derart groß sei, dass sie das Postulat des sogenannten "kosmologischen Prinzips" in Frage stelle. Nach dem sich das homogene Weltall einem Beobachter unabhängig von dem Punkt des Raumes, in dem er sich befindet, immer gleich darstellen sollte und auf dem auch die moderne Theorie der Kosmologie nach Albert Einstein basiert. Obwohl bislang als gültig angenommen, konnte dieses Prinzip aber noch nie zweifelsfrei und anhand von direkten Beobachtungen bewiesen werden. Berechnungen auf der Grundlage dieses Prinzips legen eigentlich nahe, dass es keine Strukturen im Universum geben sollte, die größer sind als 370 Megaparsec. (Ein Parsec entspricht etwa 3,26 Lichtjahren.)

"Obwohl es kaum möglich ist, sich den Maßstab bewusst zu machen, so können wir doch zweifelsfrei sagen, dass es sich bei dieser LQG um die bislang größte bekannte Struktur unseres Universums handelt", so Dr. Roger Clowes von der University of Central Lancashire. "Das ist alles höchst faszinierend, vor allem, da sie dem bisherigen Verständnis über den Maßstab des Universums widerspricht."


Jetzt berichten I. Horvath von der ungarischen National University of Public Service in Budapest, dass sie mit Hilfe von Gammastrahlenausbrüchen - und damit den energiereichtsen bekannten Ereignissen um Universum überhaupt - eine noch deutlich größere Struktur entdeckt haben.


Wie die Forscher vorab in einem via "ArXiv.org" veröffentlichten Fachartikel berichten, handelt es sich bei Gammastrahlenausbrüchen um Ausbrüche, die Sterne von sich geben, wenn sie am Ende ihres Sternenlebens entweder zu Neutronensternen oder Schwarzen Löchern kollabieren. Ein einziger dieser sehr hellen, jedoch meist nur wenige Sekundenbruchteile andauernden Ausbrüche beinhaltet in etwa der energetischen Jahresleistung unserer Sonne.


Bislang gingen Astronomen davon aus, dass auch derartige Ausbrüche, deren optisches Nachglühen anhand der messbaren Rotverschiebung identifiziert werden kann und von denen seit 1997 283 Exemplare entdeckt und kartografiert wurden, im Universum etwa gleichmäßig verteilt vorkommen.


Jetzt wollen Horvath und Kollegen aber eine der bislang beobachtete Regel widersprechende Beobachtung gemacht haben und deutlich mehr Gammastrahlenausbrüche in einem Abstand von 10 Milliarden Lichtjahren zueinander entdeckt haben, als bei einer uniformen Verteilung zu erwarten wäre.


Kritiker der Schlussfolgerung, dass es sich hierbei um eine zusammenhängende Struktur handelt, bemängeln hingegen den Umstand, dass die Anzahl der Ausbrüche, auf die sich Horvath beruft mit nur 31 von 283 doch recht klein sei. Allerdings, so Horvath sei schon diese Anzahl statistisch so signifikant, dass diese bei einer gleichmäßigen Verteilung der Gammastrahlenausbrüche nicht derart gruppiert vorkommen dürfe und hofft darauf, dass "spätestens in zwei Jahren weitere Daten die Bestätigung seiner Theorie liefern werde – oder diese widerlegen werden".


- Den vollständigen Fachartikel von Horvath und Kollegen finden Sie HIER


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Quellen: arxiv.org, medium.com/the-physics-arxiv-blog
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