Intensive Strahlung macht erstmalig filamentartige Struktur der großräumigen Materieverteilung im Universum sichtbar
Santa Cruz (USA) / Heidelberg - Dank der intensiven Strahlung eines Quasars ist es Astronomen erstmals gelungen, einen direkten Blick auf die filamentartige Verteilung der Materie im Kosmos zu werfen. Das Licht des Quasars regt das Gas über einen Bereich von über zwei Millionen Lichtjahren zum Leuchten an und macht so einen kleinen Ausschnitt des kosmischen Materienetzes sichtbar. In dem Filament scheint es kleine Verdichtungen zu geben, die in dieser Form von den Computermodellen der großräumigen kosmischen Struktur nicht vorhergesagt werden, so das Forscherteam aus den USA und Deutschland im Fachblatt „Nature“.
„Dieser Quasar beleuchtet das diffus verteilte Gas auf einer Skala, die sehr viel größer ist als alles, was wir bislang gesehen haben“, erläutert Xavier Prochaska von der University of California in Santa Cruz. „Das liefert uns das erste Bild von der Verteilung des Gases zwischen den Galaxien, wir erhalten Einblick in die großräumige Struktur des Universums.“ Computersimulationen der kosmischen Entwicklung zeigen, dass die Materie ein Netz filamentartiger Strukturen bildet, an deren Knotenpunkten Galaxien entstehen.
Bislang jedoch konnten die Himmelsforscher dieses kosmische Netz nur indirekt mithilfe von Quasaren nachweisen. Quasare sind supermassive Schwarze Löcher in den Zentren weit entfernter Galaxien, die durch den Einfall von Materie große Mengen an Energie abstrahlen. Das Licht der Quasare wird auf dem Weg zur Erde in unregelmäßigen Abständen von Wasserstoffgas absorbiert, vermutlich eben beim Durchqueren von Filamenten des Netzes.
Prochaska und seine Kollegen haben nun nach der Fluoreszenzstrahlung des intergalaktischen Gases gesucht, das durch die intensive Strahlung von Quasaren zum Leuchten angeregt wird. Bei dem etwa zehn Milliarden Lichtjahre entfernten Quasar UM 287 wurden die Forscher fündig: Sie stießen auf eine zwei Millionen Lichtjahre große Struktur, größer als jede Galaxie. „Das Licht des Quasars ist wie der Strahl eines Scheinwerfers. In unserem Falle haben wir das Glück, dass der Scheinwerfer direkt auf ein Filament des kosmischen Netzwerks gerichtet ist und dessen Gas zum Leuchten bringt“, erklärt Sebastiano Cantalupo, ebenfalls von der University of California in Santa Cruz.
Überraschend für die Astronomen ist, dass das so sichtbar gemachte Filament Verdichtungen aufzuweisen scheint, die jeweils einige hundert Lichtjahre groß sind. Diese Entdeckung könnte von großer Bedeutung für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Galaxien sein, betont Joseph Hennawi vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Denn, so der Astrophysiker, die Galaxien beziehen ihr Rohmaterial aus den Filamenten: „Die neuen Beobachtungen stellen unser Verständnis in dieser Hinsicht auf die Probe. Sie legen nahe, dass eine Menge des Gases in Form kleiner, dichter Einzelwolken vorliegt - ein Umstand, den unsere Modelle derzeit noch nicht berücksichtigen.“
Bildquelle: A. Klypin/J. Primack und S. Cantalupo