Studie entdeckt kosmisches Netz, das das Universum verbindet und dunkle Materie formt

Es gibt noch viel über das riesige Universum jenseits des Planeten Erde zu entdecken. Bisher ist jedoch bekannt, dass der Kosmos durch ein kosmisches Netz verbunden ist, das aus riesigen Fäden aus dunkler Materie und Gas besteht, die sich über Millionen von Lichtjahren erstrecken und sich schließlich kreuzen und „Knoten“ von Galaxienhaufen bilden. Etwas verwirrend zu verstehen, oder? Aber was hier am wichtigsten ist, ist, dass dieses Netzwerk die Verteilung und sogar die Entwicklung von Galaxien maßgeblich beeinflussen kann, eine Tatsache, der Wissenschaftler dank fortschrittlicher Technologien immer näher kommen.

Der Forscher und Astronomie-Doktorand an der Universität Edinburgh, Callum Donnan, hat zusammen mit seinem Forschungsteam ein grundlegendes Muster in Bezug auf die chemische Zusammensetzung von Galaxien identifiziert und wie ihre Positionen im Gitter die Geschwindigkeit der Materieproduktion beeinflussen können. 

Durch die Verwendung echter Beobachtung als Methode mit Simulationen durch künstliche Intelligenz entdeckte die Gruppe, dass die Galaxien, die näher an den „Knoten“ im Netz liegen, eine stärkere chemische Anreicherung aufweisen als die weiter entfernten. Diese Entdeckung ist in der auf der Website veröffentlichten Studie enthalten Natur Astronomie und erforscht eine der vielen mysteriösen Dynamiken, die das Universum regieren. 

Was ist das kosmische Netz?

Der Begriff wurde 1996 von dem Astrophysiker Richard Bond an der University of Toronto geprägt, um a Struktur aus verwobenen Clustern und natürlich gebildeten Filamenten, hauptsächlich durch mit Gas vermischte dunkle Materie. Es ist auch der Raum, in dem Galaxien entstehen. 

Was ist dunkle Materie?

Dunkle Materie ist ein mysteriöses, nicht leuchtendes Element, das einen Großteil des Universums ausmacht – wir wissen, dass es existiert, aber es wurde noch nie gesehen. Obwohl Astronomen seit Jahrzehnten seine Beziehung zu Gravitationseffekten erforschen, ist seine Natur ein Unbekanntes, das es zu enträtseln gilt. 

Übrigens, weil es nicht gesehen wurde, war die Existenz von dunkler Materie abgezogen denn ohne sie würden wahrscheinlich die Sterne, Planeten, Galaxien und das kosmische Netzwerk selbst keinen Sinn machen und nicht so funktionieren, wie sie es tun.

Dunkle Materie ist völlig unsichtbar. Es gibt weder Licht noch Energie ab und kann daher von herkömmlichen Sensoren und Detektoren nicht erkannt werden. Laut Wissenschaftlern könnte die Antwort in seiner Zusammensetzung liegen. 

Studien zur chemischen Anreicherung in Galaxien

In einem Interview mit Vice kommentiert Donnan, dass die Theorie, dass es einen Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Galaxien und der Frage gibt, wie ihre Positionen im kosmischen Netz damit zusammenhängen könnten, bereits diskutiert wird. 

Es war jedoch schwierig, Beobachtungsbeweise zu erhalten, da dichte spektroskopische Untersuchungen erforderlich sind, die einen Großteil des Himmels abdecken. Die Ergebnisse daraus sind kürzlich aufgetaucht, aber die Tatsache, wie die Eigenschaften des Gases mit dem Netz verflochten sind, wurde bisher nicht sehr detailliert untersucht.

Um dieser Frage nachzugehen, untersuchte der Forscher zusammen mit seinem Team Galaxien, die rund eine Milliarde Lichtjahre von der Milchstraße entfernt gefunden wurden, in der Tiefe. Sie wurden von beobachtet Sloan Digital Sky Survey (SDSS) – eines der größten, detailliertesten und am häufigsten zitierten astronomischen Geräte, das es je gab – in New Mexico, USA, das einen großen Bereich des Himmels abdeckt. Die elementare Zusammensetzung von Gasen in interstellaren Räumen in Galaxien wurde mit Hilfe einer Eigenschaft untersucht, die als Metallizität der Gasphase bekannt ist.

Wie oben erwähnt, haben die Galaxien, die den „Knoten“ im kosmischen Netz am nächsten sind, solche mehr chemische Anreicherung. Die Ergebnisse der durchgeführten Forschungen zeigten, dass eine solche Elemententwicklung solche Galaxien reicher an Metallen macht – hier folgt „Metall“ der Logik der Astronomie, die unter diesem Begriff jedes Element betrachtet, das nicht Wasserstoff oder Helium ist.

Mit Hilfe der ausgeklügelten Technologie der Plattform IllustrisTNGkonnten die Forscher auch die Zusammensetzung der Filamente des Netzes und der Fäden, die sich über das Universum erstrecken und Knoten miteinander verbinden, besser analysieren. Eine weitere wichtige Entdeckung, die auch mit der Position von Galaxien im kosmischen Netzwerk zusammenhängt, ist, dass sich ihr chemischer Inhalt je nach Standort ändern kann, selbst wenn Faktoren wie die Dichte berücksichtigt werden.

Damit kommen Sie die Frage, warum uns näher liegende Galaxien mit mehr Metallen angereichert sind im Vergleich zu denen, die entlang der Fäden oder sogar in den Hohlräumen innerhalb der Bahn verteilt sind. Um dies zu beantworten, betrachteten Donnan und das Team zwei Wahrscheinlichkeiten: die Absorption von Gas außerhalb von Galaxien und die Entwicklung von Sternen und dunkler Materie in ihrem Inneren. 

Galaxien absorbieren im Allgemeinen Gase, die im gesamten intergalaktischen Raum verstreut sind, und „ernähren“ sich von ihnen. Aber diejenigen, die sich weit entfernt von den Knoten befinden, verbrauchen viel mehr dieser chemischen Elemente als diejenigen in der Nähe. Es ist wichtig zu betonen, dass das intergalaktische Gas arm an Metallen ist, daher verdünnt es das Gas durch chemische Anreicherung entfernter Galaxien, was zu einer Verringerung des Metallizitätsprozesses der Gasphase führt. Andererseits verbrauchen uns näher liegende Galaxien nicht so viel intergalaktisches Gas mit weniger Metall – das hilft ihnen, mit der höheren Konzentration an schwereren Metallen Schritt zu halten. 

Außerdem scheinen sich näher bei uns liegende Galaxien früher entwickelt zu haben als weiter entfernte. Dieser Aspekt verschafft ihnen einen Vorteil in Bezug auf die Geburt neuer Sterne und die Ansammlung dunkler Materie – einer mysteriösen Substanz, die im ganzen Universum verstreut ist. 

Donnan erklärt die mit der Analyse gefundene Logik: „[…] dies zeigt eine Verbindung zwischen der fortschreitenden Struktur der Dunklen Materie im Universum und der Gasmetallizität durch vermehrte frühe Sternentstehung".

Das Studium der Astronomie, insbesondere der Rolle der Dunklen Materie im Universum und ihrer Verbindung zu Galaxien und dem kosmischen Netz, ist zu komplex, um erforscht, assoziiert und verstanden zu werden. Der Forscher und sein Team betrachten diese Entdeckung als der erste wichtige Schritt um Antworten zu finden und zu bestätigen, dass die entwickelten Technologien entscheidende Werkzeuge sein werden, um viele Geheimnisse zu lüften. Ein angeführtes Beispiel ist das Wesentliche Das Dunkle Energie-Spektroskopie-Instrument (DESI), das die aufwändigste 3D-Karte des Universums erstellt hat, die bisher veröffentlicht wurde, und das Potenzial hat, verborgene Verbindungen zwischen kosmischen Strukturen und der chemischen Anreicherung von Galaxien zu erforschen. 

"Mit dem Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) werden wir Spektren haben, um auf mehr Informationen über Galaxien zuzugreifen, und dies wird es uns ermöglichen, diese Frage weiter zu verfolgen und damit zu beginnen, die Art und Weise, wie das Netz die Entwicklung von Galaxien beeinflusst, wirklich zu enträtseln“, betont Donnan. „DESI wird es uns auch ermöglichen, diesen Effekt in vergangenen Entwicklungen zu sehen, und daher werden wir sehen können, wie sich die Rolle des kosmischen Netzes bei der Entwicklung von Galaxien im Laufe der Zeit ändert.“, vervollständigt.

Das nächste Ziel von Donnan und seinem Team ist der Versuch, einen vollständigen Überblick über die Entwicklung der Galaxien zu erhalten, und dafür ist es wichtig, die zentrale Rolle des Internets im Kosmos hervorzuheben. 

Siehe auch:

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Fontes: Schraubstock, Natur Astronomie, Forschung e Raumnutzung