Astronomen gaben am Donnerstag (28. September) bekannt, dass sie zum ersten Mal das schwache Leuchten der größten Struktur im Universum, bekannt als „kosmisches Netz„, ein Netzwerk aus Filamenten, das Galaxien im gesamten Universum verbindet. Bilder wie diese enthüllen wertvolle Informationen darüber, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln, und können auch dabei helfen, den Standort schwer fassbarer dunkler Materie zu ermitteln, die etwa 80 % der Masse im Universum ausmacht .
Im Jahr 2014, Astronomen das kosmische Netz abgebildet Zum ersten Mal wird die Strahlung eines weit entfernten Quasars genutzt, entfernte Objekte, die von Schwarzen Löchern angetrieben werden, die eine Milliarde Mal größer als unsere Sonne sind und von denen man annimmt, dass sie die hellsten Objekte im Universum sind. Im Jahr 2019 erhielt ein weiterer bildgebender Versuch Hilfe von jungen, sternbildenden Galaxien erhellen das umgebende kosmische Netz. Jetzt haben Astronomen sein Licht direkt in den dunkelsten Tiefen des Weltraums zwischen 10 und 12 Milliarden Lichtjahren Entfernung abgebildet.
„Vor dieser neuesten Entdeckung sahen wir die fadenförmigen Strukturen unter dem Äquivalent eines Laternenpfahls“, sagte Christopher Martin, Professor für Physik am California Institute of Technology und Hauptautor der neuen Studie, in einem Interview Aussage. Aussage. „Jetzt können wir sie ohne Lampe sehen.“
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Entsprechend Kosmologische Simulationenüber 60 % des Wasserstoffs, der von der erzeugt wurde Urknall Vor 13,8 Milliarden Jahren kollabierte es zu einer Schicht, die dann auseinanderbrach und das Netz aus kosmischen Filamenten bildete, das ungefähr so aussieht, wie wir es heute sehen. Diese Dateien verbinden Galaxien und ihnen Gas für Wachstum und Sternentstehung zuzuführen. Obwohl nur Indizien, deuten frühere Untersuchungen auch darauf hin, dass sich dort Galaxien bilden, wo sich diese Fäden kreuzen.
Um das neueste Bild dieser kreuz und quer verlaufenden Filamente aufzunehmen, verwendeten Martin und sein Team den Keck Cosmic Web Imager am Keck-Observatorium auf dem Gipfel des Vulkans Mauna Kea auf Hawaii. Das Instrument wurde darauf abgestimmt, Emissionen von Wasserstoffgas aufzuspüren, das den Hauptbestandteil des kosmischen Netzes darstellt. Die vom Instrument erzeugten zweidimensionalen Bilder wurden später gestapelt, um eine dreidimensionale Karte zu bilden, die darauf basiert, wo die Emissionen entdeckt wurden, als sie aus dem kosmischen Netz austraten, heißt es in der neuen Studie.
„Wir erstellen im Grunde eine 3D-Karte des kosmischen Netzes“, sagte Martin in derselben Erklärung. „Wir nehmen Spektren für jeden Punkt in einem Bild auf [a] Bereich von Wellenlängen, und die Wellenlängen übertragen sich auf die Entfernung.
Um diese schwachen Emissionen zu erkennen, musste sein Team zunächst ein hausgemachtes Problem bekämpfen: Lichtverschmutzung. Das schwache Licht des kosmischen Netzes kann leicht mit Licht verwechselt werden, das den hawaiianischen Himmel durchdringt, mit atmosphärischem Leuchten und sogar mit Licht aus unserer eigenen Milchstraßengalaxie.
Deshalb beschloss das Team, zwei verschiedene Himmelsbereiche zu fotografieren, in denen sich das kosmische Netz vermutlich in unterschiedlichen Entfernungen befand. Dann nahm das Team das Hintergrundlicht von einem Bild und subtrahierte es vom anderen und umgekehrt. Das Ergebnis hinterließ laut der neuen Studie nur das fadenförmige Netzwerk des Netzes, wie Simulationen im Jahr 2019 vorhergesagt hatten, und eröffnete den Astronomen „eine völlig neue Möglichkeit, das Universum zu untersuchen“, sagte Martin.
Wissenschaftler sagen, Bilder wie die der neuen Studie könnten ihnen helfen, besser zu verstehen, wie Galaxien über Äonen hinweg entstehen und sich entwickeln.
Diese Forschung wird in a beschrieben Papier Veröffentlicht am Donnerstag (28. September) in der Zeitschrift Nature.
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