Astronomen erstellen detaillierte Bilder der größten Schockwelle im Universum

Eine massive kosmische Schockwelle, die sich über 6,5 Millionen Lichtjahre erstreckt, wurde von einem Team von Astronomen untersucht und erklärt, dass sie die größte von der Erde aus sichtbare sei.

Diese gigantischen Schockwellen sind größer als unsere gesamte Galaxie und entstehen, wenn Galaxienhaufen kollidieren, so die Forscher um die Universität Hamburg.

Unser Universum ist von Galaxien bevölkert, die nicht gleichmäßig verteilt, sondern in riesigen Strukturen konzentriert sind, wobei die größten Tausende von Galaxien enthalten.

Manchmal beginnen sich zwei Galaxienhaufen durch die Schwerkraft gegenseitig anzuziehen, was zu einer unvermeidlichen Kollision führt und ein spektakuläres „Feuerwerk“ erzeugt, das mit modernen Radioteleskopen wie MeerKAT in Südafrika beobachtet werden kann.

Ein Paar kombinierter Galaxienhaufen erzeugt kosmische Stoßwellen, die durch den neu gebildeten Haufen wandern, und Astronomen unter der Leitung der Universität Hamburg in Deutschland haben Bilder der größten jemals beobachteten erzeugt.

Es stammt aus dem Galaxienhaufen Abell 3667 und kann den Astronomen zufolge Einblicke in die Struktur von Stoßwellen und Galaxienhaufen geben.

Ein Zoom auf die größte der beiden Stoßwellen, bei der die komplexe Fadenstruktur offensichtlich ist. Die meisten sichtbaren Galaxien sind nicht Teil des Haufens, sie befinden sich entweder im Hintergrund oder davor

Diese gigantischen Schockwellen sind größer als unsere gesamte Galaxie und entstehen, wenn Galaxienhaufen kollidieren, so die Forscher um die Universität Hamburg

Diese gigantischen Schockwellen sind größer als unsere gesamte Galaxie und entstehen, wenn Galaxienhaufen kollidieren, so die Forscher um die Universität Hamburg

Die beiden Galaxienhaufen, die die gigantische Schockwelle erzeugten, kamen vor etwa einer Milliarde Jahren zusammen und erzeugten eines der energiereichsten Ereignisse seit dem Urknall.

Moderne Radioteleskope können die Ausbreitung zweier gigantischer Stoßwellen beobachten, die von den beiden Galaxienhaufen erzeugt werden, wenn sie den neu gebildeten Haufen passieren, ähnlich den Überschallknallen von Überschallflugzeugen.

“Diese Strukturen sind voller Überraschungen und viel komplexer als wir ursprünglich dachten”, sagte Professor Francesco de Gasperin, Hauptautor der Studie.

Die Schockwellen wirken wie riesige Teilchenbeschleuniger, ähnlich dem Large Hadron Collider, wo Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden.

Unser Universum ist von Galaxien bevölkert, die nicht gleichmäßig verteilt, sondern in riesigen Strukturen konzentriert sind, wobei die größten Tausende von Galaxien enthalten

Unser Universum ist von Galaxien bevölkert, die nicht gleichmäßig verteilt, sondern in riesigen Strukturen konzentriert sind, wobei die größten Tausende von Galaxien enthalten

Manchmal beginnen sich zwei Galaxienhaufen durch die Schwerkraft gegenseitig anzuziehen, was zu einer unvermeidlichen Kollision führt und ein spektakuläres „Feuerwerk“ erzeugt, das mit modernen Radioteleskopen wie MeerKAT in Südafrika beobachtet werden kann

Manchmal beginnen sich zwei Galaxienhaufen durch die Schwerkraft gegenseitig anzuziehen, was zu einer unvermeidlichen Kollision führt und ein spektakuläres „Feuerwerk“ erzeugt, das mit modernen Radioteleskopen wie MeerKAT in Südafrika beobachtet werden kann

Wenn diese schnellen Elektronen ein Magnetfeld durchqueren, senden sie die Radiowellen aus, die wir mit Teleskopen wie MeerKAT von der Erde aus sehen.

Die Erschütterungen sind von einem komplizierten Muster aus hellen Filamenten durchzogen, die die Position der beiden riesigen Magnetfeldlinien und die Bereiche, in denen die Elektronen innerhalb der Welle beschleunigt werden, nachzeichnen.

Diese Schockwellen breiten sich immer noch mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von 932 Meilen pro Sekunde oder 3,3 Millionen Meilen pro Stunde durch den Galaxienhaufen aus, der sich aus der Kollision gebildet hat.

Das bedeutet, dass die Schockfront in der Zeit, die zum Lesen dieses Satzes benötigt wird, die gesamte Erde überqueren würde, erklärte Prof. de Gasperin.

Die Größe der Hauptschockwelle ist beeindruckend und überspannt die gesamte Breite des Galaxienhaufens mit einer Gesamtgröße von 6,5 Millionen Lichtjahren. Zum Vergleich: Die Milchstraße, die Galaxie, in der wir leben, ist mehr als 60-mal kleiner als diese Schockwelle.

“Das Vorhandensein der Schocks in Abell 3667 wird anhand scharfer Änderungen der Eigenschaften des heißen Gases nachgewiesen, die durch seine Röntgenemission verfolgt werden”, fügte Professor Alexis Finoguenov von der Universität Helsinki hinzu, der die Forschung durch die Analyse der Röntgenstrahlen unterstützte. Strahlendaten, gesammelt vom XMM-Newton-Observatorium.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht.

WAS IST DAS KOSMISCHE FADENNETZ, AUS DEM DAS UNIVERSUM BESTEHT?

„Gewöhnliche“ Materie, die alles ausmacht, was wir sehen können, entspricht nur fünf Prozent des bekannten Universums. Der Rest besteht aus sogenannter „dunkler Materie“.

Jahrzehntelang war mindestens die Hälfte dieser regulären Materie der Entdeckung entgangen, aber Wissenschaftler haben in den letzten Jahren die ersten direkten Beobachtungen eines “kosmischen Netzes” aus Filamenten gemacht, das sich zwischen Galaxien erstreckt.

Diese Filamente bestehen bei Temperaturen zwischen 100.000 °C (180.032 °F) und 10 Millionen °C (50 Millionen °F) aus Gas, und die Experten glauben, dass diese Strukturen für die „fehlende“ gewöhnliche Materie verantwortlich sein könnten.

Studien haben geschätzt, dass etwa 95 Prozent des Universums aus einer Mischung aus „dunkler Materie“ und „dunkler Energie“ bestehen, die sich nur durch ihre Anziehungskraft bemerkbar macht, aber nie direkt gesehen wurde.

Weniger bekannt ist jedoch, dass auch rund die Hälfte der regulären Materie fehlt.

Im Jahr 2015 behauptete ein Team unter der Leitung des Wissenschaftlers Dominique Eckert von der Universität Genf, dass diese „fehlenden Baryonen“ – subatomare Teilchen, die aus drei Quarks bestehen – aufgrund ihrer Röntgensignatur in einem massiven Galaxienhaufen namens Abell 2744 entdeckt wurden.

Unter Verwendung des XMM-Newton-Weltraumteleskops fanden die Forscher Materie konzentriert in einem Netzwerk von Knoten und Verbindungen, die durch riesige Filamente verbunden sind, bekannt als das „kosmische Netz“.

Groß angelegte Galaxiendurchmusterungen haben gezeigt, dass die Verteilung gewöhnlicher Materie im Universum nicht homogen ist.

Stattdessen wird die Materie unter der Wirkung der Schwerkraft zu sogenannten Fadenstrukturen konzentriert, die ein Netzwerk aus Knoten und Verbindungen bilden, das als „kosmisches Netz“ bezeichnet wird.

Die Regionen, die die höchste Gravitationskraft erfahren, brechen zusammen und bilden die Knoten des Netzwerks, wie Abell 2744.

Die Forscher konzentrierten sich auf Abell 2744 – einen massiven Galaxienhaufen mit einer komplexen Verteilung dunkler und leuchtender Materie in seinem Zentrum – um ihre Entdeckung zu machen.

Vergleichbar mit neuronalen Netzwerken verbinden sich diese Knoten dann durch Filamente miteinander, wo die Forscher das Vorhandensein von Gas identifizierten und folglich die fehlende gewöhnliche Materie, von der angenommen wird, dass sie das Universum ausmacht.

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