Galaxienhaufen und großräumige Strukturen

Galaxien sind nicht zufällig verteilt, sondern in Gruppen, Haufen, Filamenten und Voids organisiert, die zusammen das kosmische Netz bilden, die größten Strukturen im Universum.

Definition

Großräumige Struktur ist die Organisation von Materie im Universum in ein Netz aus Galaxienhaufen, Filamenten, Schichten und Voids; Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Systeme, die Hunderte bis Tausende von Galaxien enthalten, eingebettet in heißes Gas und Dunkle Materie.

Scope

Dieser Bereich umfasst Galaxiengruppen und -haufen als die massereichsten gebundenen Systeme, das heiße Intracluster-Gas, das ihre sichtbare Masse dominiert, das kosmische Netz aus Filamenten und Voids, das durch die Galaxienverteilung nachgezeichnet wird, und die Art und Weise, wie die dichte Haufenumgebung die Galaxien in ihr transformiert.

Sub-topics

• Umwelteinflüsse auf Galaxien
• Galaxiengruppen und -haufen
• Das Kosmische Netz und die Galaxienhäufung
• Das Intracluster-Medium

Core questions

• Wie sind Galaxien in Gruppen, Haufen und dem kosmischen Netz organisiert?
• Wie ist die Zusammensetzung und Massenbilanz von Galaxienhaufen?
• Wie zeichnet die großräumige Verteilung von Galaxien die zugrunde liegende Materie nach?
• Wie transformiert die Umgebung die Galaxien innerhalb dichter Strukturen?

Key theories

Haufen als von Dunkler Materie dominierte Systeme

Zwickys Messung der Galaxienbewegungen im Coma-Haufen deutete auf eine weitaus größere Masse hin, als die sichtbaren Galaxien liefern, ein früher Hinweis auf Dunkle Materie, die Haufen auch heute noch einschränken.

Hierarchisches Wachstum von Haufen

Haufen bilden sich an den Knoten des kosmischen Netzes durch die Verschmelzung und Akkretion kleinerer Gruppen entlang von Filamenten, der Höhepunkt der hierarchischen Strukturbildung.

Clustering als kosmologische Sonde

Das statistische Clustering von Galaxien, beschrieben durch Korrelationsfunktionen, kodiert das Strukturwachstum und die kosmologischen Parameter, wie von Peebles entwickelt.

Clinical relevance

Galaxienhaufen und großräumige Strukturen sind leistungsstarke kosmologische Laboratorien: Ihre Häufigkeit und ihr Wachstum schränken Dunkle Materie und Dunkle Energie ein, ihre Gravitationslinsenwirkung wiegt unsichtbare Masse, und das kosmische Netz ist die Arena, in der Galaxien entstehen und sich entwickeln.

History

Zwickys Studie des Coma-Haufens aus dem Jahr 1937 enthüllte erstmals fehlende Masse in Haufen. Abell katalogisierte Haufen in den 1950er Jahren, und Rotverschiebungsumfragen ab den 1980er Jahren, zusammen mit theoretischen Arbeiten von Peebles und anderen, kartierten das kosmische Netz und machten die großräumige Struktur zu einem präzisen kosmologischen Werkzeug.

Key figures

• Fritz Zwicky
• P. James E. Peebles
• George Abell
• Margaret Geller

Seminal works

• zwicky1937
• peebles1980
• kravtsov2012

Frequently asked questions

Was ist das kosmische Netz?

Das kosmische Netz ist das großräumige Muster, in dem Galaxien und Dunkle Materie angeordnet sind: dichte Haufen, die durch Filamente verbunden sind, getrennt durch riesige, nahezu leere Voids. Es ist der Abdruck, wie die Gravitation winzige anfängliche Dichtevariationen verstärkt hat.

Was hält einen Galaxienhaufen zusammen?

Die Gravitation bindet einen Haufen, aber die sichtbaren Galaxien liefern nur einen kleinen Teil der benötigten Masse. Der größte Teil der Masse ist Dunkle Materie, wobei heißes Intracluster-Gas mehr sichtbare Masse beiträgt als die Galaxien selbst.