Astronomen finden riesige Strukturen aus dem frühen Universum

Im Rückblick auf die Zeit, als unser Universum ungefähr halb so alt war wie heute, haben Astronomen den massereichsten Galaxienhaufen entdeckt, der bisher in so großer Entfernung gesehen wurde. Die Forscher sagen, wenn wir es so sehen könnten, wie es heute erscheint, wäre es einer der massereichsten Galaxienhaufen im Universum. Der Cluster mit dem bescheidenen Namen SPT-CL J0546-5345 wiegt rund 800 Billionen Sonnen und enthält Hunderte von Galaxien. "Dieser Galaxienhaufen gewinnt den Titel im Schwergewicht", sagte Mark Brodwin vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Dieser Cluster ist voll von" alten "Galaxien, was bedeutet, dass er sehr früh in der Geschichte des Universums zusammenkommen musste – innerhalb der ersten zwei Milliarden Jahre."

Mit dem neuen Südpol-Teleskop suchen Brodwin und seine Kollegen nach riesigen Galaxienhaufen mit dem Sunyaev-Zel'dovich-Effekt – einer kleinen Verzerrung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, einem durchdringenden All-Sky-Licht, das vom Urknall übrig geblieben ist. Solche Verzerrungen entstehen, wenn Hintergrundstrahlung durch einen großen Galaxienhaufen gelangt.

Sie fanden den Schwergewichtscluster in einigen ihrer ersten Beobachtungen mit dem neuen Teleskop.
Der Cluster befindet sich im südlichen Sternbild Pictor (der Maler) und hat eine Rotverschiebung von z = 1,07, was einer Entfernung von etwa 7 Milliarden Lichtjahren entspricht. Dies bedeutet, dass wir ihn so sehen, wie er vor 7 Milliarden Jahren erschien, als das Universum war halb so alt wie jetzt und unser Sonnensystem existierte noch nicht.

Schon in diesem jungen Alter war der Cluster fast so massiv wie der nahe gelegene Coma-Cluster. Seitdem sollte es etwa viermal größer geworden sein.

Mit solchen Galaxienhaufen kann untersucht werden, wie dunkle Materie und dunkle Energie das Wachstum kosmischer Strukturen beeinflusst haben. Vor langer Zeit war das Universum kleiner und kompakter, sodass die Schwerkraft einen größeren Einfluss hatte. Galaxienhaufen konnten leichter wachsen, insbesondere in Gebieten, die bereits dichter waren als ihre Umgebung.

"Man könnte sagen, dass die Reichen reicher und die dichten dichter werden", witzelte der Harvard-Astronom Robert Kirshner und kommentierte die Studie.

Als sich das Universum aufgrund der dunklen Energie schneller ausdehnte, wurde es diffuser. Dunkle Energie dominiert jetzt die Anziehungskraft der Schwerkraft und erstickt die Bildung neuer Galaxienhaufen.

Das Hauptziel der SPT-Untersuchung ist es, eine große Stichprobe massereicher Galaxienhaufen zu finden, um die Zustandsgleichung der dunklen Energie zu messen, die die kosmische Inflation und die beschleunigte Expansion des Universums charakterisiert. Weitere Ziele sind das Verständnis der Entwicklung von heißem Gas in Galaxienhaufen, die Untersuchung der Entwicklung massereicher Galaxien in Clustern und die Identifizierung entfernter, gravitativ linsenförmiger, schnell sternbildender Galaxien.

Das Team geht davon aus, dass nach Abschluss der Vermessung des Südpol-Teleskops in der Ferne noch viele weitere riesige Galaxienhaufen lauern werden.

Follow-up-Beobachtungen des Clusters wurden mit der Infrarot-Array-Kamera am Spitzer-Weltraumteleskop und den Magellan-Teleskopen in Chile durchgeführt. Ein Artikel, der die Entdeckung ankündigt, wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Weitere Informationen zum Südpol-Teleskop finden Sie unter diesem Link.

Quelle: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics

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