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21:31 04.10.2019
Ein gewaltiger Galaxienhaufen der C-EAGLE-Simulation bietet einen Blick auf eine Region, die derjenigen ähnelt, in der die Filamente entdeckt wurden. Quelle: Joshua Borrow using C-EAGLE
Washington/Tokio

Den Kosmos durchzieht ein gigantisches Netz aus Wasserstoffgas. Das belegen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams unter Führung von Hideki Umehata vom Riken-Forschungsinstitut in Japan. Die Astronomen haben die Fäden des kosmischen Gasnetzes erstmals in großem Maßstab im Detail abgelichtet und stellen ihre Beobachtungen im Fachblatt "Science" vor. Die Untersuchung stützt die Theorie, nach der sich Galaxien und Galaxienhaufen an den Knotenpunkten und Verdichtungen des kosmischen Netzes gebildet haben.

Wasserstoffgas verdichtete sich nach dem Urknall zu Schichten

Der Theorie zufolge hat sich das Wasserstoffgas, das im Urknall entstanden ist, im jungen Universum zu Schichten verdichtet, die sich anschließend zu langen Fäden zusammengezogen haben, sogenannten Filamenten. Simulationsrechnungen ergeben, dass rund 60 Prozent des Wasserstoffs im Universum in diesen Filamenten konzentriert ist, die sich netzartig zwischen den Galaxienhaufen durch den intergalaktischen Raum ziehen. Doch dieses kosmische Netz ist schwer zu beobachten: Der Wasserstoff strahlt nicht von selbst und macht sich nur bemerkbar, wenn er etwa von hinten durchleuchtet oder von Galaxien und Sternen angeregt wird. Doch selbst dann ist sein Leuchten kaum vom allgemeinen Strahlungshintergrund zu unterscheiden.

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Licht von Wasserstoff nachgewiesen

Die Astronomen um Umehata hatten den zwölf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen SSA22 im Sternbild Wassermann untersucht. Sein Licht ist zwölf Milliarden Jahre zu uns unterwegs und stammt aus einer Epoche des jungen Universums, als der Galaxienhaufen sich gerade entwickelte. Heute ist der Kosmos 13,8 Milliarden Jahre alt. Tatsächlich gelang es den Astronomen mit Spezialinstrumenten, unter anderem am "Very Large Telescope" (VLT) der Europäischen Südsternwarte in Chile, das charakteristische Licht von Wasserstoffgas nachzuweisen, das von der intensiven Strahlung der jungen Galaxien in dem Haufen zum Leuchten angeregt wird. Der beobachtete Wasserstoff bildet demnach Filamente, die sich über eine Länge von mehr als drei Millionen Lichtjahren nachweisen lassen.

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"Endlich haben wir einen Weg, um diese Strukturen direkt zu kartieren"

Die Beobachtung lege nahe, dass dieses Gas unter der Wirkung der Schwerkraft entlang der Filamente falle und die Entstehung von Galaxien und supermassereichen Schwarzen Löchern in dem untersuchten Galaxienhaufen befeuere, erläutert Umehata in einer Mitteilung seines Instituts. "Es ist sehr spannend, zum ersten Mal mehrere und ausgedehnte Filamente im jungen Universum deutlich zu sehen", ergänzt Ko-Autor Michele Fumagalli von der Universität Durham in Großbritannien. "Endlich haben wir einen Weg, um diese Strukturen direkt zu kartieren und ihre Rolle für die Regulierung der Entstehung von supermassereichen Schwarzen Löchern und Galaxien im Detail zu verstehen."

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Bislang hatte es nur einzelne Hinweise auf die Existenz des kosmischen Gasnetzes gegeben. "Frühere Beobachtungen haben Emissionen von Gasklumpen gezeigt, die sich über die Galaxien hinaus erstrecken", erläutert Umehata. "Aber jetzt konnten wir deutlich zeigen, dass diese Filamente extrem lang sind und sogar aus dem von uns beobachteten Bereich hinausreichen. Das verleiht der Vorstellung zusätzliche Glaubwürdigkeit, dass diese Filamente tatsächlich die enorme Aktivität antreiben, die wir in Galaxien innerhalb der Filamente beobachten."

RND/dpa/Till Mundzeck

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