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Ein Galaxienbogen von 3 Milliarden Lichtjahren Länge könnte die Kosmologie herausfordern


Ein riesiger Galaxienbogen scheint sich im fernen Universum über mehr als 3 Milliarden Lichtjahre zu erstrecken. Wenn sich herausstellt, dass der Bogen real ist, würde dies eine grundlegende Annahme der Kosmologie in Frage stellen: dass auf großen Skalen die Materie im Universum gleichmäßig verteilt ist, egal wohin man schaut.

„Es würde die Kosmologie, wie wir sie kennen, auf den Kopf stellen“, sagte die Kosmologin Alexia Lopez auf einer Pressekonferenz am 7. Juni beim virtuellen Treffen der American Astronomical Society. „Unser Standardmodell fällt, um es nicht zu sagen, irgendwie durch.“

Lopez von der University of Central Lancashire in Preston, England, und Kollegen entdeckten die angebliche Struktur, die sie einfach Giant Arc nennen, indem sie das Licht von etwa 40.000 Quasaren untersuchten, die vom Sloan Digital Sky Survey erfasst wurden. Quasare sind die leuchtenden Kerne riesiger Galaxien, die so weit entfernt sind, dass sie als Lichtpunkte erscheinen. Auf dem Weg zur Erde wird ein Teil dieses Lichts von Atomen in und um Vordergrundgalaxien absorbiert und hinterlässt spezifische Signaturen im Licht, das schließlich die Teleskope der Astronomen erreicht (SN: 12.07.18).

Die Signatur des Giant Arc liegt in Magnesiumatomen, die ein Elektron verloren haben, in den Halos von Galaxien, die etwa 9,2 Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Das von diesen Atomen absorbierte Quasarlicht zeichnet eine fast symmetrische Kurve von Dutzenden von Galaxien nach, die sich über etwa ein Fünfzehntel des Radius des beobachtbaren Universums erstreckt, berichtete Lopez. Die Struktur selbst ist für das menschliche Auge am Himmel unsichtbar, aber wenn Sie sie sehen könnten, würde der Bogen etwa die 20-fache Breite des Vollmonds umfassen.

Ein Galaxienbogen von 3 Milliarden Lichtjahren Länge könnte die Kosmologie herausfordern
Astronomen entdeckten einen riesigen Galaxienbogen (lächelnde Kurve in der Mitte dieses Bildes), indem sie das Licht entfernter Quasare (blaue Punkte) nutzten, um herauszufinden, wo am Himmel dieses Licht von Magnesiumatomen in der absorbiert wurde Halos (dunkle Flecken), die Vordergrundgalaxien umgeben.A. Lopez

„Dies ist ein sehr grundlegender Test der Hypothese, dass das Universum auf großen Skalen homogen ist“, sagt der Astrophysiker Subir Sarkar von der Universität Oxford, der großräumige Strukturen im Universum untersucht, aber nicht an der neuen Arbeit beteiligt war. Wenn der Giant Arc real ist, „ist das eine sehr große Sache“.

Aber Sarkar ist noch nicht davon überzeugt, dass es echt ist. „Unser Auge hat die Tendenz, Muster zu erkennen“, sagt Sarkar und stellt fest, dass einige Leute behauptet haben, die Initialen des Kosmologen Stephen Hawking in Fluktuationen im kosmischen Mikrowellenhintergrund geschrieben zu sehen, dem ältesten Licht im Universum.

Lopez führte drei statistische Tests durch, um die Wahrscheinlichkeit herauszufinden, dass sich Galaxien zufällig in einem riesigen Bogen aufreihen. Alle drei deuten darauf hin, dass die Struktur echt ist, wobei ein Test den Goldstandard der Physiker übertraf, dass die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um einen statistischen Zufall handelt, weniger als 0,00003 Prozent beträgt.

Das klingt ziemlich gut, aber es kann nicht genug sein, sagt Sarkar. „Im Moment würde ich sagen, dass die Beweise verlockend, aber noch nicht zwingend sind“, sagt er. Weitere Beobachtungen von Lopez‘ Gruppe und anderen könnten den Riesenbogen bestätigen oder widerlegen.

Wenn es real wäre, würde sich der Giant Arc einer wachsenden Gruppe großräumiger Strukturen im Universum anschließen, die zusammengenommen das Standardmodell der Kosmologie brechen würden. Dieses Modell geht davon aus, dass Materie gleichmäßig verteilt ist, wenn man genügend große Raumvolumina betrachtet – über etwa 1 Milliarde Lichtjahre. Der Giant Arc erscheint etwa dreimal so lang wie dieser theoretische Schwellenwert. Es verbindet sich mit anderen Strukturen mit ähnlich hervorragenden Namen, wie der Sloan Great Wall, dem Giant Gamma-Ray Burst Ring und der Huge Large Quasar Group.

„Wir können eine große Struktur haben, die nur ein statistischer Zufall sein könnte“, sagte Lopez. „Das ist nicht das Problem. Alle zusammengenommen machen das Problem noch größer.“

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