Baby Boom: Ancient Galaxy entfacht neue Stars bei Record Pace

Zum ersten Mal haben Astronomen ein Bild des diffusen "kosmischen Netzes" von Gas aufgenommen, das sich zwischen Galaxien erstreckt.

Die Struktur, die den größten Teil des Materials im Universum enthält, spiegelt die Verteilung der schwer fassbaren dunklen Materie wider. Mit der Strahlung eines fernen Quasars, der hellsten Objekte des Universums, hat das internationale Forscherteam die bisher unsichtbaren, sich zwischen den Galaxien erstreckenden Fäden eingefangen.

"Das Licht vom Quasar ist wie ein Taschenlampenstrahl", sagte Sebastiano Cantalupo, Leitautor der neuen Studie und Forscher an der Universität von Kalifornien, Santa Cruz, in einer Erklärung. "In diesem Fall hatten wir Glück, dass die Taschenlampe auf den Nebel gerichtet ist und das Gas zum Leuchten bringt." [Geheimnis der dunklen Materie erklärt (Infografik)]

Die Struktur des Universums

Galaxien, die mit Milliarden von Sternen gefüllt sind, erscheinen enorm, aber sie machen nur einen kleinen Prozentsatz des Materials im Universum aus. Sie dienen als Knotenpunkte, an denen die Schwerkraft Materie zusammenzieht. Computersimulationen legen nahe, dass lange Filamente die fernen Galaxien verbinden. Diese Bahnlinien enthalten Wasserstoffgas, das vom Beginn des Universums übrig geblieben ist.

Cantalupo und sein Team nutzten die Strahlung eines Quasars, um die sich zwischen den Galaxien erstreckenden Fäden zu beleuchten. Quasare werden aus supermassiven Schwarzen Löchern geboren und liegen im Zentrum der Galaxien, in einigen der dichtesten Teile des Netzes. Solche Quasare können nicht nur das Gas um die Galaxie erhellen, sondern auch das Material, das sich von ihr entfernt.

"Der Quasar beleuchtet diffuses Gas auf Skalen, die weit über das hinausgehen, was wir bisher gesehen haben, und gibt uns das erste Bild des ausgedehnten Gases zwischen Galaxien", sagte J. Xavier Prochaska, ebenfalls von der UC Santa Cruz, in der Erklärung. "Es bietet einen großartigen Einblick in die Gesamtstruktur des Universums."

Wenn sich das Universum ausdehnt, dehnt es das Licht aus, das vom Quasar kommt, der ungefähr 10 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Cantalupo und sein Team bauten einen speziellen Filter für das 10-Meter-Keck-Teleskop in Hawaii, um nur die verschobene Wellenlänge zu erkennen.

Der Gasnebel, der sich entlang des Filaments sammelt, erstreckt sich über fast zwei Millionen Lichtjahre quer durch das Universum und erstreckt sich zwischen den Galaxien.

"Das ist ein sehr außergewöhnliches Objekt", sagte Cantalupo. "Es ist riesig - mindestens doppelt so groß wie jeder zuvor entdeckte Nebel und reicht weit über die galaktische Umgebung des Quasars hinaus."

Die Forschung des Teams wurde am 19. Januar in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Die Dunkelheit erleuchten

Es wird angenommen, dass die Struktur des "normalen" Materials im Universum die Verteilung der dunklen Materie widerspiegelt. Obwohl Wissenschaftler die Dunkle Materie noch nicht direkt beobachten konnten, zeigen Untersuchungen, dass sie fast 85 Prozent der Materie im Universum ausmachen.

Galaxien sitzen in Halos aus dunkler Materie. Filamente des fehlenden Materials dehnen sich zwischen dem Universum aus. Dank der Gravitation folgt die gewöhnliche Materie ihrer Verteilung, so dass Glühfäden aus ionisiertem Gas, wie sie von Cantalupo und seinem Team gefunden wurden, die Platzierung dunkler Materie widerspiegeln sollten.

Die Forscher schätzen, dass mehr als das Zehnfache der Menge an normalem diffusen Gas im Nebel existiert, als vorhergesagt.

"Wir denken, dass in den kleinen, dichten Klumpen im kosmischen Netz mehr Gas enthalten sein könnte als in unseren Modellen", sagte Cantalupo. "Diese Beobachtungen fordern unser Verständnis von intergalaktischem Gas heraus und geben uns ein neues Labor, um unsere Modelle zu testen und zu verfeinern."