Galaxien fallen in eine riesige Galaxiengruppe. Beim Eintritt in die Gruppe weisen diese Galaxien im Vergleich zur Zentralgalaxie eine Blauverschiebung auf. Bildnachweis: Dr. Shihong Liao
Eine Studie unter Verwendung von Sloan Digital Sky Survey-Daten zeigt, dass das Universum möglicherweise jünger ist als angenommen, was herkömmliche kosmologische Modelle durch die Analyse der Bewegungen von Satellitengalaxien um massive Gruppen in Frage stellt.
In kosmologischen Standardmodellen beginnt die Bildung kosmologischer Strukturen mit der Entstehung kleiner Strukturen, die anschließend hierarchisch verschmelzen und zur Bildung größerer Systeme führen. Mit zunehmendem Alter des Universums neigen massereiche Galaxiengruppen und -haufen, die die größten Systeme sind, dazu, an Masse zuzunehmen und einen dynamisch entspannteren Zustand zu erreichen.
Die Bewegungen von Satellitengalaxien um diese Gruppen und Cluster liefern wertvolle Einblicke in ihren Versammlungsstatus. Die Beobachtungen solcher Bewegungen liefern entscheidende Hinweise auf das Alter des Universums.
Mithilfe öffentlicher Daten des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) analysierte ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Qi Guo von den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (NAOC) die Kinematik von Satellitenpaaren um massive Galaxiengruppen. Die Ergebnisse des Teams legen nahe, dass das Universum jünger sein könnte als vom LCDM-Modell mit kosmologischen Planck-Parametern vorhergesagt.
Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturastronomie am 22. Januar.
Der akkumulative Anteil korrelierter Paare als Funktion des Toleranzwinkels. Bildnachweis: Dr. Qing Gu
Die Forscher untersuchten die Bewegung von Satellitenpaaren, die auf der gegenüberliegenden Seite massiver Galaxiengruppen positioniert waren, indem sie deren Geschwindigkeitsversatz von der Zentralgalaxie entlang der Sichtlinie nutzten. Sie entdeckten einen deutlichen Überschuss an Paaren mit korrelierten Geschwindigkeitsoffsets im Vergleich zu Paaren mit antikorrelierten Geschwindigkeitsoffsets.
„Der Überschuss an korrelierten Satellitenpaaren deutet auf das Vorhandensein kürzlich akkreditierter oder einfallender Satellitengalaxien hin“, sagte Prof. Qi Guo, der korrespondierende Autor des Papiers.
Dieser Überschuss wurde auch in aktuellen kosmologischen Simulationen festgestellt, das Ausmaß dieses Effekts war jedoch erheblich geringer als in Beobachtungen. Die erhebliche Diskrepanz zwischen den Beobachtungen und Simulationen lässt darauf schließen, dass massereiche Galaxiengruppen im realen Universum jünger sind.
„Da das Alter der massereichen Galaxiengruppen in engem Zusammenhang mit dem Alter des Universums stehen könnte, deuten diese Ergebnisse folglich auf ein jüngeres Universum im Vergleich zu dem von der Planck-Kollaboration aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) abgeleiteten Universum hin“, sagte Dr. Qing Gu , Erstautor der Arbeit.
Diese Erkenntnisse stellen eine Herausforderung für das aktuelle kosmologische Modell dar und könnten wertvolle Einblicke in das Hubble-Spannungsproblem liefern.
Referenz: „Ein jüngeres Universum impliziert durch Satellitenpaarkorrelationen aus SDSS-Beobachtungen massiver Galaxiengruppen“ von Qing Gu, Qi Guo, Marius Cautun, Shi Shao, Wenxiang Pei, Wenting Wang, Liang Gao und Jie Wang, 22. Januar 2024, Naturastronomie.
DOI: 10.1038/s41550-023-02192-6