Unser Planet ist Teil der größeren Struktur des Sonnensystems, die durch die Schwerkraft geformt und stabilisiert wird. Unser Sonnensystem ist zusammen mit Hunderten Millionen anderer Sonnensysteme gravitativ an die Milchstraße gebunden. Und unsere Galaxie ist auch Teil einer größeren Struktur, in der nicht nur die Schwerkraft, sondern auch die Expansion des Universums diese Struktur formt und formt. Für regelmäßige Leser des Space Magazine ist nichts davon neu.
Jetzt wirft eine neue Studie etwas Licht auf einen merkwürdigen Teil unserer kosmischen Nachbarschaft, in dem es im Grunde nichts gibt: Die lokale Leere.
Galaxien sind nicht gleichmäßig im gesamten Universum verteilt. Sie bilden Filamente und Klumpen im gesamten Raum. Unsere Milchstraßengalaxie ist Teil einer Gruppe von Galaxien, die als lokale Gruppe bezeichnet wird. Die lokale Gruppe wird von der Milchstraße und ihren größeren Geschwistern, der Andromeda-Galaxie, dominiert. Die vielen Zwerggalaxien, die sich gravitativ an die Milchstraße und Andromeda klammern, runden die Bevölkerung der lokalen Gruppe ab. Die lokale Gruppe selbst ist Teil einer noch größeren Struktur, dem Laniakea Super-Cluster, der über 100.000 Galaxien enthält.
An unsere eigene Galaxie grenzt ein bestimmtes Gebiet des Nichts, das als lokale Leere bekannt ist. Die lokale Leere ist Teil der riesigen kosmischen Struktur in unserer Nachbarschaft, einer Region ohne Galaxien (fast). Wissenschaftler möchten mehr über unsere galaktische Nachbarschaft erfahren, und eine neue Studie, die im Astronomical Journal veröffentlicht wurde, kartiert das Ausmaß der lokalen Leere.
Unsere Milchstraße ist nicht nur Teil der lokalen Galaxiengruppe, sondern auch Teil des sogenannten lokalen Blattes. Das lokale Blatt ist eine flache Anordnung von Galaxien, die an die lokale Leere grenzt. Das lokale Blatt enthält nicht nur die Milchstraße, sondern auch andere Mitglieder der lokalen Gruppe und einige andere Galaxien. Die Milchstraße bewegt sich zusammen mit dem Rest des lokalen Blattes mit 260 km / s aus der Leere.
Alle Materie wird durch die Schwerkraft von anderer Materie angezogen. Deshalb sehen wir in der großformatigen Karte des Universums Filamentstrukturen und Klumpenstrukturen. Das ist auch der Grund, warum es Lücken gibt. Sobald eine Leere beginnt, gibt es nichts, was Materie anzieht, und die Leere wächst. Wenn Sie zufällig einen Punkt im Universum auswählen würden, würden Sie wahrscheinlich eine Leere auswählen. Nichts ist häufiger als etwas.
Die neue Studie trägt den Titel „Cosmicflows-3: Kosmographie der lokalen Leere“. Cosmicflows-3 ist ein Kompendium von über 17.000 Galaxienentfernungen in unserer kosmischen Nachbarschaft und bildet eine neue, aktualisierte Karte der riesigen lokalen Leere. Es ist die dritte Ausgabe des Kompendiums, und jede neue Ausgabe ist gründlicher als die letzte.
Während sich die Galaxien durch die Schwerkraft aufeinander zu bewegen, öffnen sich Hohlräume. Die lokale Leere ist für Wissenschaftler von besonderem Interesse, da die Materie, aus der die Milchstraße und der Rest der lokalen Gruppe bestehen, wahrscheinlich aus der lokalen Leere stammt. Das Studium dieser Lücken sollte uns auch etwas über Dunkle Materie erzählen. Die lokale Leere ist schwer zu studieren, da sie hinter der zentralen Masse der Milchstraße liegt und diese blockiert.
Der Hauptautor dieser neuen Studie ist R. Brent Tully vom Institut für Astronomie der Universität von Hawaii (IfA.) Tully. Der Rest des für die Studie verantwortlichen Teams hat dieses Hindernis durch Beobachtung der Bewegungen von Galaxien umgangen dann auf die Verteilung der Masse schließen, die für die Bewegung verantwortlich ist.
Diese Bewegung ist nicht nur auf die Schwerkraft zurückzuführen, sondern auch auf die Expansion des Universums. Das Team hinter der Studie nutzt die Bewegung von Galaxien, um nicht nur auf die Massenverteilung zu schließen, sondern auch dreidimensionale Karten unserer Nachbarschaft des Universums zu erstellen.
Sie verwendeten diese Daten, um eine kosmografische Karte zu erstellen, die die Grenze zwischen der Sammlung von Materie und der Abwesenheit von Materie, die den Rand der lokalen Leere definiert, hervorhebt. Dies ist die gleiche Technik, mit der Tully und andere Wissenschaftler 2014 das volle Ausmaß unseres heimischen Superclusters von über hunderttausend Galaxien identifiziert haben. (Sie nannten es Laniakea, was auf Hawaiianisch „unermesslicher Himmel“ bedeutet.)
Das folgende Video erklärt die Ergebnisse der Studie sowie die Form und Gestalt der lokalen Leere und der umgebenden Strukturen.
Es gibt auch eine interaktive 3D-Karte der lokalen Leere, die alles in kurzen 5 Sekunden zeigt. Hör zu.
Was ist die Schlussfolgerung?
Bereits 2007 stellte Tully fest, dass sich die Leere ausdehnt. Das beruhte auf der Anwesenheit einer Zwerggalaxie in der Leere. Es zeigte auch, wie groß die Leere ist. Die Zwerggalaxie floh mit 350 km / s aus der Leere. Das bedeutet, dass die lokale Leere riesig sein muss und einen Durchmesser von mindestens 150 Millionen Lichtjahren hat. Denn je schneller der Zwerg unterwegs ist, desto schwächer muss die Schwerkraft der Leere sein, was bedeutet, dass sie größer sein muss.
In den letzten drei Jahrzehnten haben Astronomen versucht, die Bewegungen der Milchstraße, unseres nächsten großen Galaxiennachbarn Andromeda, und ihrer kleineren Nachbarn zu verstehen. Sie alle weichen von der Gesamtausdehnung des Universums um über 600 km / s ab. Diese neue Studie zeigt, dass ungefähr die Hälfte dieser Bewegung „lokal“ durch die Kombination eines Zuges aus dem massiven nahe gelegenen Jungfrau-Cluster und unserer Beteiligung an der Erweiterung der lokalen Leere erzeugt wird, wenn diese immer leerer wird.
Das Leben neben einer Leere mit einem Durchmesser von 150 Millionen Lichtjahren mag beunruhigend klingen. All das Nichts, so nah. Aber so ist es halt.
Es ist nicht so, dass wir in die Leere gesaugt werden. In der Tat ist das Gegenteil der Fall. Der Mangel an Materie in der Leere bedeutet einen Mangel an Schwerkraft und wir bewegen uns langsam vom Zentrum der Leere weg, in unserer Position mit den anderen Galaxien auf dem lokalen Blatt.
Aber es ist da. Es bedeutet etwas in der fortwährenden Gestaltung des Universums und kann uns etwas darüber erzählen, wie die Milchstraße entstanden ist. Bleib dran.
Quellen:
- Pressemitteilung: Astronomen kartieren eine riesige Leere in unserer kosmischen Nachbarschaft
- Forschungsarbeit: Cosmicflows-3: Kosmographie der lokalen Leere
- Space Magazine: Was ist die lokale Gruppe?
- Wikipedia-Eintrag: The Local Void
- Neuer Wissenschaftler: Zwergenschleudernde Leere ist größer als gedacht
- Forschungsbericht: Der Laniakea Supercluster of Galaxies
