Unser Zuhause, die Milchstraße, scheint für eine Galaxie nicht besonders seltsam zu sein. Mittelgroß, spiralförmig, mit einigen Knicken, die auf eine zerstörerische Vergangenheit hindeuten.
Aber Astronomen haben gerade eine Eigenart identifiziert, die noch nie zuvor in einer bisher untersuchten Galaxie beobachtet wurde: Die Milchstraße ist zu groß für ihre Umgebung.
Insbesondere scheint es zu groß für die Nachbarschaft zu sein, in der es sich befindet und die als Local Sheet bekannt ist. Diese abgeflachte Anordnung von Galaxien hat ähnliche Geschwindigkeiten und wird auf beiden Seiten von relativ leerem Raum begrenzt, der Voids genannt wird.
Unser Ortsblatt, als Beispiel einer ‘kosmologischen Wand’, trennt die Lokale Leere in eine Richtung von der südlichen Leere in die andere.
Die Beziehung zwischen den Galaxien im Local Sheet scheint einen starken Einfluss auf ihr Verhalten auszuüben; zum Beispiel ihre ähnlichen Geschwindigkeiten relativ zur Expansion des Universums. Außerhalb der kosmologischen Wandumgebung hätten diese Geschwindigkeiten eine viel größere Reichweite.
Um die Auswirkungen der Umwelt auf die Galaxien um uns herum zu bestimmen, führte ein Team von Astronomen unter der Leitung von Miguel Aragón von der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko eine Analyse mit Simulationen aus einem Projekt namens IllustrisTNG durch, das das physikalische Universum modelliert.
Sie hatten nicht erwartet, etwas besonders Außergewöhnliches zu finden.
„Die Milchstraße ist in gewisser Weise etwas Besonderes“, sagt Aragón. „Die Erde ist ganz offensichtlich etwas Besonderes, die einzige Heimat des Lebens, die wir kennen. Aber sie ist nicht das Zentrum des Universums oder gar des Sonnensystems. Und die Sonne ist nur ein gewöhnlicher Stern unter Milliarden in der Milchstraße. Sogar unsere Galaxie schien nur eine weitere Spiralgalaxie unter Milliarden anderer im beobachtbaren Universum zu sein.”
Aber als sie ein Raumvolumen von etwa einer Milliarde Lichtjahren Durchmesser simulierten, das Millionen von Galaxien enthielt, ergab sich ein anderes Bild: Nur eine Handvoll Galaxien von der Masse der Milchstraße konnten sich innerhalb einer kosmologischen Wandstruktur befinden.
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“Die Milchstraße hat keine besonders spezielle Masse oder Art. Es gibt viele Spiralgalaxien, die ungefähr so aussehen”, sagt der Astronom Joe Silk vom Institut d’Astrophysique de Paris der Universität Sorbonne in Frankreich.
„Aber es ist selten, wenn man seine Umgebung berücksichtigt. Wenn man das nächste Dutzend oder so große Galaxien leicht am Himmel sehen könnte, würde man sehen, dass sie alle fast auf einem Ring liegen, eingebettet in das Local Sheet. Das ist wenig etwas Besonderes an sich. Was wir neu herausgefunden haben, ist, dass andere Wände von Galaxien im Universum wie das Local Sheet sehr selten eine Galaxie in sich zu haben scheinen, die so massiv ist wie die Milchstraße.“
Die Analyse des Teams berücksichtigte nicht Andromeda, den größten galaktischen Nachbarn der Milchstraße. Auch ein Merkmal des Local Sheet – und daher ein Teil derselben kosmologischen Wand – ist eine Galaxie von ähnlicher Größe wie die Milchstraße. Da es noch seltener wäre, zwei Schwergewichte in einer kosmologischen Wand zu haben, gelten ihre Schlussfolgerungen dennoch.
Die Forschung zeigt jedoch, dass wir bei der Untersuchung der Milchstraße möglicherweise unsere lokale Umgebung berücksichtigen müssen, anstatt anzunehmen, dass unser Zuhause in durchschnittlicher Weise an einem durchschnittlichen Ort im Universum hängt.
Da die Simulationen des Teams nur den Kontext der Milchstraße innerhalb einer kosmologischen Wand berücksichtigten, könnten zukünftige Arbeiten vielleicht mehr Galaxien innerhalb der Lokalen Gruppe berücksichtigen. Die Forscher bemerken auch, dass der Umweltkontext dazu beitragen könnte, einige bisher unerklärte Phänomene zu erklären, wie die ungewöhnliche Anordnung von Satellitengalaxien um Andromeda und das eigentümliche Fehlen von Satellitengalaxien um die Milchstraße herum.
„Man muss vorsichtig sein … bei der Auswahl von Eigenschaften, die als ‚besonders‘ gelten“, sagt der Astronom Mark Neyrinck von der baskischen Stiftung für Wissenschaft in Spanien.
„Wenn wir einer Galaxie eine lächerlich restriktive Bedingung hinzufügen würden, wie zum Beispiel, dass sie das Papier enthalten muss, das wir darüber geschrieben haben, wären wir sicherlich die einzige Galaxie im beobachtbaren Universum auf diese Weise. Aber wir denken, dass dies ‚zu groß für ihre Mauer‘ ist. Eigentum ist physikalisch bedeutungsvoll und beobachtbar relevant genug, um es als wirklich besonders zu bezeichnen.”
Die Forschung wurde in der veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.