Der große Attraktor

In den 80er Jahren hat eine Gruppe von sieben Wissenschaftlern - genannt die sieben Samurai - eine genaue Untersuchung von etwa fünfhundert elliptischen Galaxien durchgeführt. Warum eigentlich gerade elliptische Galaxien? Elliptische Galaxien sind einfacher aufgebaut als Spiralgalaxien. Es sind rundliche Sternhaufen, auch Spheroid genannt. Die Sterne bewegen sich auf eher kreisförmigen Bahnen. Weiterhin bilden elliptische Galaxien keine Sterne mehr. Der Schluß lag also nahe, sich an einfachere Galaxien zu halten.

Ein wichtiges Merkmal bei den elliptischen Galaxien ist ihre Geschwindigkeitsdispersion. Damit bezeichnet man die sogenannte Streuung der Geschwindigkeiten der Sterne. Sterne laufen um das Zentrum einer Galaxie und das mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeitsdispersion besagt, wie unterschiedlich diese Geschwindigkeiten der Sterne sind (Streuung). Ist sie niedrig, laufen die Sterne in etwa mit derselben Geschwindigkeit um das Zentrum; ist sie groß, so laufen die Sterne mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten um das Zentrum der Galaxie. Die Geschwindigkeitsdispersion läßt sich aus dem Spektrum einer Galaxie ermitteln. Ein großer Vorteil dieser Methode ist, dass die Geschwindigkeitsdispersion unabhängig von der Entfernung einer Galaxie ermittelt werden kann!

Die sieben Samurai fanden einige Beziehungen bei elliptischen Galaxien. Eine ist z. B. die zwischen der Geschwindigkeitsdispersion und der Leuchtkraft. Aus diesen Beziehungen konnte die tatsächliche Galaxiengröße abgeleitet werden. Und da wir ja die scheinbare Größe, in der uns eine Galaxie am Himmel erscheint, kennen, kann man aus der scheinbaren Größe der Galaxie am Himmel und ihrer wirklichen Größe direkt ihre Entfernung berechnen! Somit haben wir hier eine Methode zur Bestimmung der Galaxienentfernung, die unabhängig von der Hubble-Expansion ist!

Das Ergebnis dieser Entfernungsbestimmung war zunächst verwirrend. Viele Galaxien schienen uns deutlich näher zu sein, als nach der bisherigen Entfernungsbestimmung mit Hilfe ihrer Rotverschiebung! Je höher die Rotverschiebung einer Galaxie ist, desto schneller entfernt sie sich von uns und desto größer ist auch ihre Entfernung - bedingt durch die Ausdehnung des Universum! Die Entfernungsbestimmungen nach der neuen Methode zeigten aber, dass viele Galaxien uns näher sind - oder anders ausgedrückt: Sie haben für ihre Entfernung eine zu hohe Rotverschiebung - und damit eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit!

Was hat das nun zu bedeuten? Viele der untersuchten Galaxien haben für ihre Entfernung eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit. Der Grund dafür ist, dass irgend etwas diese Galaxien zu beschleunigen scheint. Diese Galaxien haben zusätzlich zu ihrer Fluchtgeschwindigkeit, die durch die Ausdehnung (Expansion) des Universum zustande kommt, auch noch eine Eigenbewegung. Addiert man diese Eigenbewegung zu ihrer Fluchtgeschwindigkeit durch die Expansion des Universums, so erhält man die Gesamtfluchtgeschwindigkeit.

Man hat herausgefunden das auch unser Milchstraßensystem eine Eigenbewegung hat. Als Bezugspunkt hat man die kosmische Hintergrundstrahlung genommen, von der man seit der Auswertung der Daten des Satelliten COBE weiß, das sie gar nicht so gleichmäßig ist, wie vorher angenommen. Das Milchstraßensystem bewegt sich mit etwa 600 Kilometern pro Sekunde in Richtung des Zentrum unseres Lokalen Superhaufens! Auch die anderen Galaxien in unserer Umgebung tun dies: Alle Galaxien bewegen sich in Richtung des Zentrum unseres Lokalen Superhaufens. Die Masse des Lokalen Superhaufens reicht allerdings für eine solche Beschleunigung nicht aus. Es blieben etwa 350 Kilometer pro Sekunde übrig. Der Grund dafür ist einfach: Es muß jenseits des Lokalen Superhaufens eine weitere Masse vorhanden sein, die den gesamten Lokalen Superhaufen anzieht. Dafür kommen andere Superhaufen in Frage. Uns am nächsten liegt der große Hydra-Cenraurus Superhaufen. Untersuchungen haben gezeigt, dass der ganze Lokale Superhaufen sich in Richtung zum Hydra-Cenraurus Superhaufen bewegt.

Die Galaxienstichprobe der sieben Samurai zeigt, dass auch die Galaxien im Hydra-Centaurus Superhaufen eine ebenfalls eine zu hohe Fluchtgeschwindigkeit für ihre Entfernung haben. Das heißt, dass es jenseits des Centaurus Superhaufens noch eine größere Masse geben muß welche diese Galaxien anzieht. Sie trägt die Bezeichnung "der große Attraktor". Man kann ihn sich vorstellen als eine gewaltige Wand aus zahllosen Galaxien.

Nach Abschluß der Untersuchungen der sieben Samurain zeigte sich folgendes Bild: Dort wo die Hubble-Expansion etwa 4.500 Kilometer pro Sekunde beträgt, das entspricht einer Entfernung von etwa 200 Millionen Lichtjahren, zeigen die Galaxien KEINE Eigenbewegung mehr - sie haben hier die "richtige" Fluchtgeschwindigkeit! Bei weiter entfernten Galaxien dreht sich Spieß dagegen um: Sie haben eine für ihre Entfernung zu geringe Fluchtgeschwindigkeit! Da sich diese weiter entfernten Galaxien von der anderen Seite auf den Punkt in 200 Millionen Lichtjahren zubewegen, ist ihre Eigenbewegung auf uns zu gerichtet und muß daher von der allgemeinen Fluchtgeschwindigkeit abgezogen werden.

Durch langjährige geduldige Arbeit hat die Wissenschaftlergruppe der sieben Samurai den großen Attraktor entdeckt und sein Zentrum lokalisiert. Bis heute ist es aber noch nicht gelungen, den großen Attraktor im Optischen aufzuspüren. Es könnte z. B. auch sein, dass der große Attraktor überwiegend aus dunkler Materie besteht, und daher im Optischen unsichtbar ist. Die Messungen haben jedenfalls eindeutig gezeigt, dass er existiert!

Allerdings gibt es heute einen Anhaltspunkt. Der Galaxienhaufen Abell 3627 im Sternbild Norma (Winkelmaß) ist sehr schlecht zu beobachten, weil er sich am Himmel hinter dem Band unserer Milchstraße verbirgt. Man sieht hier nur wenige Galaxien. Aufnahmen von Röntgensatelliten zeigen aber zahllose Röntgenquellen in diesem Gebiet. Und mit modernen Teleskopen hat man sehr scharfe Bilder von dieser Himmelsregion gewonnen, die eine sehr reiche Galaxienansammlung zeigen. Auch die Entfernung von etwa 200 Millionen Lichtjahren sowie die Richtung stimmt. So wird heute das Gebiet von Abell 3627 als das Zentrum des großen Attraktors angesehen.

Mehr dazu kann man in dem Buch "Die Reise zum großen Attraktor" von Alan Dressler nachlesen, das leider neu nicht mehr erhältlich ist. Allerdings hat man auf dem Gebrauchtmarkt oder im Internet noch Chancen, dieses wirklich spannende Buch zu erwerben!

Die Geschichte vom großen Attraktor ist jedenfalls noch lange nicht zu Ende. Heute gibt es einige Hinweise darauf, dass es jenseits des großen Attraktor noch einen viel größeren "Giga-Attraktor" gibt. Dieser soll mit dem etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernten Shapley Superhaufen (Abell 3558) zusammenfallen. Wie man sieht tauchen immer wieder neue Entdeckungen und auch neue Fragen zu diesem faszinierendem Thema auf. Nachfolgend einige Links zum großen Attraktor die ich gefunden habe.