Eine kürzlich gemachte Entdeckung in der Astronomie wirft Fragen darüber auf, wie Galaxienhaufen entstehen. Forscher haben eine riesige Gruppe antiker, extrem heißer Galaxien identifiziert, die bereits 1,4 Milliarden Jahre nach dem Urknall entstanden ist. Dies geschieht viel früher und intensiver, als es die aktuellen Modelle der kosmischen Evolution vorhersagen, berichtet Live Science.

Diese Entdeckung legt nahe, dass die Modelle, die das Wachstum dieser kosmischen Strukturen betreffen, möglicherweise einer Neubewertung bedürfen. Die Forscher berichteten am 5. Januar in der Fachzeitschrift Nature darüber.

Was sind Galaxienhaufen?

Galaxienhaufen sind Strukturen, die aus dunkler Materie und hunderten oder sogar tausenden von Galaxien bestehen, die durch Gravitation miteinander verbunden sind. Zwischen den Galaxien befindet sich eine Mischung aus Gasen, die als intercluster Medium bekannt ist. Während sich die Haufen bilden, erwärmt sich dieses Medium aufgrund gravitativer Wechselwirkungen innerhalb des Haufens und der Energie, die von jungen Sternen und schwarzen Löchern emittiert wird. Der Prozess verläuft jedoch langsam und die Beobachtung eines heißen intercluster Mediums in jungen Galaxienhaufen ist äußerst selten.

Bedeutung des Verständnisses von Galaxienhaufen

„Das Verständnis von Galaxienhaufen ist entscheidend, um die größten Galaxien im Universum zu begreifen“, sagte der Co-Autor der Studie, Scott Chapman, Astrophysiker an der Dalhousie University, der die Forschung während seiner Tätigkeit am National Research Council of Canada durchgeführt hat. Diese massiven Galaxien befinden sich hauptsächlich in Haufen, und ihre Entwicklung wird stark von der extremen Umgebung beeinflusst, in der sie entstehen, einschließlich des intercluster Mediums.

Die Studie und ihre Erkenntnisse

In der neuen Studie verwendeten die Forscher das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ein leistungsstarkes Radioteleskop in Chile, um einen jungen und hellen Galaxienhaufen zu beobachten, der als SPT2349-56 bekannt ist, dessen Licht nur 1,4 Milliarden Jahre nach dem Urknall emittiert wurde. Obwohl relativ klein, etwa so groß wie der äußere Halo der Milchstraße, enthält der Haufen über 30 aktive Galaxien und drei supermassive schwarze Löcher und bildet Sterne mit einer Geschwindigkeit, die über 5.000 Mal schneller ist als die der Milchstraße.

Durch die Anwendung eines Phänomens, das als thermischer Sunyaev-Zeldovich-Effekt bekannt ist, entdeckte das Team, dass das Gas im intercluster Medium mindestens fünf Mal heißer ist, als es die aktuellen Theorien für einen so jungen Haufen vorhersagen.

Überraschungen und Implikationen

„Wir hätten nicht erwartet, ein so heißes intercluster Medium so früh in der kosmischen Geschichte zu sehen“, erklärte Dazhi Zhou, ein Doktorand im Bereich Physik und Astronomie an der University of British Columbia. „Anfangs war ich skeptisch gegenüber dem Signal, da es zu stark erschien, um wahr zu sein.“

Das Signal stellte sich jedoch als echt heraus, was bedeuten könnte, dass Galaxienhaufen viel schneller entstehen können, als bisher angenommen.

„Dies zeigt uns, dass etwas aus dem frühen Universum, wahrscheinlich die drei kürzlich entdeckten supermassiven schwarzen Löcher in diesem Haufen, bereits enorme Energiemengen in die Umgebung übertragen und den jungen Haufen viel früher und intensiver geformt haben, als wir es erwartet hätten“, erklärte Chapman.

Zukünftige Forschungen und Fragen

In zukünftigen Studien beabsichtigt das Team zu untersuchen, was dieser ungewöhnliche Haufen für die Art und Weise, wie bestehende Galaxienhaufen entstehen und sich entwickeln, bedeutet. „Wir möchten verstehen, wie intensive Sternbildung, aktive schwarze Löcher und dieses überhitzte Medium interagieren und was sie uns über die Struktur der Galaxienhaufen, die wir heute sehen, erzählen“, sagte Zhou. „Wie kann all dies gleichzeitig in einem so jungen und kompakten System stattfinden?“