Erforschung der Superhaufen

Als George Abell 1959 seinen bekannten Katalog der Galaxienhaufen zusammenstellte, merkte er das die Galaxienhaufen anscheinend in größeren Ansammlungen auftraten.

Nach dem zweiten Weltkrieg ging der französische Astronom Gerard de Vaucouleurs zum Stromlo Observatory nach Australien und widmete sich hier den Studium der Galaxienhaufen. Er kam bei seinen Forschungen zu dem Schluß, das sich unser Milchstraßensystem am Rand einer größeren Gruppe von Galaxienhaufen befindet, die er den Lokalen Superhaufen nannte.

Seine Ergebnisse wurden im Jahr 1953 veröffentlich, aber fanden unter den anderen Astronomen keine Beachtung. Später wechselte de Vaucouleurs zum Lowell Observatory nach Arizona. Hier fertigte er einen Katalog mit 2.600 Galaxien an, den er 1964 veröffentlichte. Dennoch konnte er die anderen Astronomen von seiner Theorie nicht überzeugen. Erst nachdem er einen zweiten Katalog mit 4.300 Galaxien veröffentlichte, sahen die anderen Astronomen ein, dass de Vaucouleurs mit seiner Theorie vom Lokalen Superhaufen richtig lag.

Brent Tully und Richard Fisher haben den Lokalen Superhaufen sehr genau untersucht. Sie maßen in neunjähriger Arbeit die Rotverschiebungen von 2200 Galaxien und erstellten daraus eine Karte des Lokalen Superhaufens. Er ist etwa 100 Millionen Lichtjahre lang und 10 Millionen Lichtjahre dick. Die Anzahl der Galaxien in ihm wird auf gut eine Million geschätzt.

Damit war klar das auch Galaxienhaufen in größeren Ansammlungen auftreten, die man als Superhaufen bezeichnet. Unsere Lokale Gruppe mit dem Milchstraßensystem gehört zum Lokalen Superhaufen.

Im Jahr 1976 stellte Stephen Gregory fest, das auch der Comahaufen zu einen Superhaufen gehört. Er wollte den Comahaufen zum Thema seiner Doktorarbeit machen, stellte dann aber fest, dass über ihn kaum etwas bekannt war. So bestimmte Gregory die Rotverschiebungen vieler Galaxien im Bereich des Comahaufens und entdeckte, dass es im Vordergrund einen riesigen Leerraum gab, wo sich keine Galaxie befand.

Zusammen mit Laird Thompson fand Gregory im Jahr 1978 eine Galaxienkette, die anscheinend mit dem Comahaufen verbunden war und bis zum Galaxienhaufen Abell 1367 reichte. Mit Rotverschiebungsmessungen fanden sie heraus, dass beide Haufen etwa gleichweit entfernt und mit einer Kette aus Galaxien miteinander verbunden waren.

Im Jahr 1981 fand Gregory mit Laird Thompson und William Tifft den etwa 200 Millionen Lichtjahre entfernten Perseus-Superhaufen, der sich am Himmel bis in das Sternbild Fische erstreckt. Er ist wahrscheinlich mit einem weiteren Superhaufen verbunden, der im Sternbild Großer Bär liegt. Nur kann man diese Verbindung nicht sehen, weil hier das Band der Milchstraße die Sicht verhindert.

Im Sternbild Herkules wurde ein weiterer Superhaufen gefunden, der etwa 500 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Auch hier entdeckte man im Vordergrund einen riesigen Leerraum, wo sich keine Galaxie befand.

Diese gewaltige Leerräume zwischen den Superhaufen, die man heute auch Voids nennt, waren damals eine Überraschung. Im Sternbild Bootes gibt es einen gewaltigen Leerraum, der einen Durchmesser von gut 300 Millionen Lichtjahren hat!

Durch die Leerräume ergibt sich eine wabenartige Verteilung der Superhaufen im Universum. Die Galaxienhaufen gruppieren sich praktisch an den Rändern dieser Waben. Große und massereiche Superhaufen findet man besonders an den Knotenpunkten zwischen mehreren Waben. Dazu habe ich willkürlich eine Grafik gezeichnet, die verdeutlichen soll, wie das in etwa aussieht:

Damit sind die Superhaufen von länglicher als kugelförmiger Struktur. Auch darf man die Superhaufen nicht als abgeschlossene Strukturen ansehen - vielmehr geht ein Superhaufen nahtlos in den anderen über.

Diese wabenförmige Verteilung der Galaxienhaufen im Universum ist mittlerweile bestätigt worden. Auch Computersimulationen zur Entwicklung des Universums zeigen eine solche Struktur. Diese Wabenstruktur der Galaxienhaufen zeigt sich bereits, wenn man die Positionen der 1 Million hellsten Galaxien am Himmel in eine Karte zeichnet.

Wie ist es eigentlich zu dieser wabenartigen Verteilung der Galaxien gekommen und warum sind sie nicht gleichmäßig im Universum verteilt? Die heutige Quantentheorie sagt voraus, dass es sehr kurz nach dem Urknall winzige Dichtefluktuationen gegeben hat, die dafür gesorgt haben, dass sich die Materie und damit die Galaxien nicht vollkommen gleichmäßig im Raum verteilt haben.

Im Internet gibt es einige Kataloge von bekannten Superhaufen zum Herunterladen:

• Superclusters of galaxies (Einasto 2007)
• Supercluster sample from SDSS DR4 (Einasto 2006)

Der erste Katalog enthält 543 und der zweite 911 Superhaufen! Aber auch das sind noch lange nicht alle. Die Größe des sichtbaren Universums wird heute mit etwa 14 Milliarden Lichtjahren angegeben. Auf der Webseite Atlas of the Universe gibt Richard Powell die Anzahl aller Superhaufen im sichtbaren Universum mit etwa 10 Millionen an!!!

10 Millionen Superhaufen im sichtbaren Universum, das ist eine Schätzung. Und jeder Superhaufen besteht aus mehreren Galaxienhaufen, und jeder Galaxienhaufen wiederum aus einigen Dutzend bis hunderten von Galaxien! So wird auf der eben erwähnten Webseite die Anzahl der größeren Galaxien im sichtbaren Universum auf etwa 350 Milliarden geschätzt. Eine einzelne Galaxie scheint damit im Universum so unbedeutend und klein zu sein, wie ein Stern unter den 200 Milliarden Sternen in einer typischen Galaxie....