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PLANCK
Brücke aus heißem Gas verbindet Galaxienhaufen
von Stefan Deiters
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20. November 2012

Mithilfe des europäischen Satelliten Planck haben Astronomen erstmals eindeutige Hinweise auf eine Brücke aus heißem Gas gefunden, die zwei Galaxienhaufen über eine Entfernung von zehn Millionen Lichtjahren verbindet. Das Gas könnte zumindest zum Teil aus den Filamenten des kosmischen Netzes stammen, das sich durch das ganze Universum erstreckt.

Gasbrücke

Die beiden Galaxienhaufen Abell 399 (unten Mitte) und Abell 401 (oben links) und die mithilfe des Sunyaev–Zel’dovich-Effekts entdeckte Brücke aus Gas (orange).  Bild: ESA Planck Collaboration (SZ-Effekt) STScI Digitized Sky Survey (optisch)

Der europäische Satellit Planck soll eigentlich den kosmischen Mikrowellenhintergrund im Detail vermessen, macht dabei aber so manche andere faszinierende Entdeckung, die einiges über die Entstehung von Galaxien und die Entwicklung des Universums verraten kann. So fanden Astronomen in den Planck-Daten nun eindeutige Hinweise auf eine "Brücke" aus heißem Gas, die zwei zehn Millionen Lichtjahre voneinander entfernte Galaxienhaufen miteinander verbindet.

Wenn sich das schwache Licht des Mikrowellenhintergrunds durch das All ausbreitet, trifft es dabei auch auf Galaxien und Galaxienhaufen. Letztere bestehen oft aus Tausenden von Galaxien zwischen denen sich dünnes heißes Gas befindet. Dieses Gas aber verändert die Energieverteilung der Hintergrundstrahlung auf ganz typische Weise - ein Phänomen, das in der Astronomie als Sunyaev–Zel’dovich-Effekt bezeichnet wird. Mithilfe dieses Effektes konnten in den Planck-Daten bereits Galaxienhaufen nachgewiesen werden. Jetzt haben Wissenschaftler den Effekt genutzt, um nach schwachen Filamenten zu suchen, die Galaxienhaufen miteinander verbinden sollten.

Nach den Theorien der Astronomen war das junge Universum von einem Netz aus gasförmigen Filamenten durchzogen, wobei sich die Galaxienhaufen dann an den dichten Knotenpunkten dieses Netzes gebildet haben. Die Suche nach diesen Filamenten ist äußerst schwierig, doch könnten sie sich, so die Hoffnung der Forscher, zwischen Galaxienhaufen aufspüren lassen, die miteinander wechselwirken. Hier wären die Filamente nämlich komprimierter und auch aufgeheizt und damit leichter zu entdecken.

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"Wir haben nach Paaren von Galaxienhaufen Ausschau gehalten, die dicht genug beieinander liegen, um möglicherweise vorhandene Filamente zu entdecken, aber gleichzeitig auch weit genug am Himmel auseinanderliegen, damit Planck sie als individuelle Quellen erkennen kann", erläutert Juan Macias-Perez vom Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie in Grenoble. Und die Forscher hatten Glück: In ihrer Auswahl spürten sie tatsächlich eine rund zehn Millionen Lichtjahre lange "Brücke" aus heißem Gas zwischen zwei Haufen auf, nämlich zwischen Abell 399 und Abell 401.

Auf die Existenz des heißen Gases zwischen den etwa eine Milliarde Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen hatte es zuvor schon Hinweise aus Röntgenbeobachtungen mit dem europäischen Röntgenteleskop XMM-Newton gegeben. Mit den Planck-Daten wurde diese Beobachtung nun bestätigt. Gleichzeitig konnte damit erstmals mit Planck-Daten und dem Sunyaev–Zel’dovich-Effekt Gas zwischen Galaxienhaufen nachgewiesen werden.

Durch Kombination der Planck-Daten mit Archivdaten des deutschen Röntgensatelliten Rosat konnten die Wissenschaftler die Temperatur des Gases zwischen den Haufen abschätzen: Sie liegt mit rund 80 Millionen Grad Celsius in etwa im Temperaturbereich des Gases in den Haufen. Eine erste Analyse lässt vermuten, dass das Gas in der Brücke eine Mischung aus Gas aus einem Filament des kosmischen Netzes und Gas aus den beiden Galaxienhaufen ist.

Die Astronomen hoffen, durch zusätzliche Untersuchungen und durch das Aufspüren weiterer solcher Brücken mehr über diese Strukturen in Erfahrung bringen zu können. Sie berichten über ihre Beobachtungen in einem Fachartikel in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics.

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siehe auch
Planck: Erste wissenschaftliche Ergebnisse vorgestellt - 12. Januar 2011
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Planck, Seite der ESA
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