Astronomen entdecken das größte Objekt im Universum und benennen es nach den Inkas

Sie wurde mit Hilfe von Röntgenstrahlen identifiziert und ist die größte bisher entdeckte Struktur, die etwa 30 % der Galaxien und 25 % der Materie im Universum enthält.

Konzept eines Künstlers und Bild des tatsächlichen Bauwerks. Quelle: ChatGPT + arXiv

Quipu ist eine kolossale Superstruktur aus miteinander verbundenen Galaxien und Galaxienhaufen, die sich über mehr als 1,3 Milliarden Lichtjahre erstreckt und damit die größte jemals im Universum entdeckte Struktur ist. Dieses kosmische Netz ähnelt in seiner Verzweigung einem Inka-Quipu, daher sein Name.

Bei dieser Struktur handelt es sich nicht um ein festes Objekt, sondern um eine Konzentration von Galaxien, die durch Schwerkraft und kosmische Wechselwirkung miteinander verbunden sind. Die Entdeckung wurde durch einen innovativen Ansatz zur großräumigen Beobachtung des Universums ermöglicht, bei dem Röntgendaten des ROSAT-Satelliten und ein Entdeckungsalgorithmus namens "Freunde von Freunden" verwendet wurden.

Die Auswirkungen von Quipu sind weitreichend und tiefgreifend. Erstens stellt seine Entdeckung unser Verständnis von der Entstehung und Entwicklung großräumiger Strukturen im Universum in Frage, da er etwa 45 % der Galaxienhaufen, 30 % der bekannten Galaxien und 25 % der gesamten Materie in dieser Region des Kosmos enthält .

Darüber hinaus könnte seine einzigartige Konfiguration nachweisbare Signaturen im kosmischen Mikrowellenhintergrund und in der dunklen Materie hinterlassen, was darauf hindeutet, dass Superstrukturen wie Quipu einen Einfluss auf grundlegende kosmologische Messungen wie die Hubble-Konstante und den kosmischen Mikrowellenhintergrund haben könnten.

Größe und Vergleich mit dem Universum

Quipu ist ein wahrhaft kolossales Gebilde mit einer Länge von über 1,3 Milliarden Lichtjahren und einer geschätzten Masse, die 200 Billiarden Mal so groß ist wie die der Sonne. Zum Vergleich: Quipu ist 13.000 Mal länger als die Milchstraße.

Diese Superstruktur enthält einen bedeutenden Teil der Materie und der Galaxien im beobachtbaren Universum und ist damit eine der wichtigsten Komponenten des Kosmos. Im Vergleich dazu sind andere bekannte Superstrukturen, wie der Shapley-Superhaufen und die Sloan Great Wall, deutlich kleiner.

Seine Entdeckung hat wichtige Auswirkungen auf die Kosmologie. Seine Existenz deutet darauf hin, dass großräumige Strukturen möglicherweise größer und komplexer sind als bisher angenommen, was zu einer Überarbeitung der derzeitigen Modelle für die Entstehung des Universums und die Verteilung der dunklen Materie und Energie führt.

Darüber hinaus könnte sein Einfluss auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund und auf Messungen der Hubble-Konstante neue Hinweise auf die Natur der dunklen Energie und die beschleunigte Expansion des Universums liefern. Hierfür müssen wir den Sachs-Wolfe-Effekt verstehen.

Der Sachs-Wolfe-Effekt und die ΛCDM-Kosmologie

Der Sachs-Wolfe-Effekt ist ein Phänomen in der Kosmologie, das beschreibt, wie sich Schwankungen in der Schwerkraft großer Strukturen im Universum auf die Temperatur des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB) auswirken, und wird in zwei Teile unterteilt.

Der gewöhnliche Sachs-Wolfe-Effekt und der integrierte Sachs-Wolfe-Effekt (ISW), der auftritt, wenn CMB-Photonen durch Regionen mit unterschiedlicher Schwerkraft reisen. Letzterer ist in einem von dunkler Energie dominierten Universum von Bedeutung, da diese Schwankungen Temperaturänderungen im CMB verursachen können.

Fünf Überstrukturen: Quipu, in rot dargestellt, ist die größte kosmische Struktur. Die anderen sind Shapley (blau), Serpens-Corona Borealis (grün), Hercules (lila) und Sculptor-Pegasus (beige). Quelle: A&A / ESO / Bohringer

Die ΛCDM-Kosmologie (Lambda-Cold Dark Matter) ist das Standardmodell der Urknall-Kosmologie. Dieses Modell postuliert die Existenz einer kosmologischen Konstante (Λ) in Verbindung mit dunkler Energie und kalter dunkler Materie (CDM), zusätzlich zur gewöhnlichen Materie, und ist erfolgreich bei der Erklärung einer Vielzahl von kosmologischen Beobachtungen.

Die großräumige Struktur des Universums, die Verteilung der Galaxien und die Fluktuationen in der CMB sind Beispiele, die mit dieser Theorie erklärt werden können. Das Modell geht davon aus, dass die Schwerkraft auf kosmologischen Skalen korrekt durch die allgemeine Relativitätstheorie beschrieben wird und dass das Universum auf großen Skalen homogen und isotrop ist.

Simulationen und Beziehung zu anderen Aufbauten

Simulationen auf der Grundlage des ΛCDM-Modells haben entscheidend zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Überstrukturen wie Quipu beigetragen. Diese Simulationen zeigen, dass das Vorhandensein von gigantischen Überstrukturen mit unserem derzeitigen Verständnis des Universums vereinbar ist.

Sie werfen jedoch neue Fragen zu den spezifischen Prozessen auf, die zur Bildung solcher Strukturen führen und wie sie mit ihrer Umgebung interagieren. Künftige Simulationen müssen diese neuen Daten berücksichtigen, um die Genauigkeit der kosmologischen Modelle zu verbessern.

Aber Quipu ist nicht allein im Universum, andere bekannte Superstrukturen sind der Shapley-Superhaufen, Serpens-Corona Borealis, Hercules und Sculptor-Pegasus. Strukturen, die zwar beeindruckend, aber im Vergleich zu Quipu kleiner sind.

Die Beziehung zwischen Quipu und diesen anderen Sternen ist ein aktives Forschungsgebiet, das Einblicke in die Verteilung der Materie und die Prozesse, die zur Bildung von großräumigen Strukturen führen, geben kann. Zusammen enthalten sie einen erheblichen Anteil der sichtbaren Materie im bekannten Universum, was ihre Bedeutung in der modernen Kosmologie unterstreicht.