Astronom*innen identifizierten zwei ultra-große Strukturen im entfernten Weltall. Das neueste Gebilde, bekannt als der Große Ring, befindet sich 9,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, und ihre Größe ist fast unvorstellbar. Er hat einen Durchmesser von etwa 1,3 Milliarden Lichtjahren und einen Umfang von rund vier Milliarden Lichtjahren. Wäre der Ring von der Erde aus sichtbar, würde er einen Bereich umfassen, der von 15 Vollmonden bedeckt wäre.

Ultra-große Strukturen im Weltall entdeckt

Die Entdeckung des Großen Rings wird Alexia Lopez, einer Doktorandin an der University of Central Lancashire (UCLan), zugeschrieben. Doch ist das ist nicht ihr erster bedeutender Beitrag zur Astronomie. Lopez entdeckte zuvor den Riesenbogen, eine weitere massive kosmische Struktur. Interessanterweise befinden sich der Große Ring und der Riesenbogen, der sich über 3,3 Milliarden Lichtjahre erstreckt, im gleichen kosmischen Viertel, nur zwölf Grad voneinander entfernt am Himmel.

Diese beiden ultra-großen Strukturen stellen eine erhebliche Herausforderung für unser aktuelles Verständnis des Universums dar. Laut Lopez sind die Strukturen schwer mit unseren bestehenden kosmologischen Theorien zu erklären. Ihre immensen Größen, unterschiedlichen Formen und die Nähe im Universum sind eigenartige Eigenschaften, die schwer zu erklären sind.

„Wir könnten vielleicht eine einzige extrem große Struktur in unserem gesamten beobachtbaren Universum erwarten“, zitiert die University of Central Lancashire ihre Doktorandin im Rahmen einer Pressemitteilung. „Doch der Große Ring und der Riesenbogen sind zwei riesige Strukturen und sind sogar kosmologische Nachbarn, was außerordentlich faszinierend ist.“

Mögliche Erklärungen

Bislang hat die Wissenschaft keine eindeutige Antwort auf die Frage, wie Strukturen wie diese entstehen können. Allerdings hält sie den einen oder anderen Ansatz bereit:

• Die erste Theorie zur Erklärung solch massiver Strukturen beinhalte baryonische akustische Oszillationen (BAOs), so Lopez. Diese würden mit Schwingungen im frühen Universum zusammenhängen. Allerdings deutet die Analyse der Astronomin darauf hin, dass die Eigenschaften des Großen Rings nicht gut mit den BAO-Vorhersagen übereinstimmen.
• Eine alternative Erklärung könne die konforme zyklische Kosmologie (CCC) sein, vorgeschlagen vom Nobelpreisträger Sir Roger Penrose. Sie deutet darauf hin, dass diese Ringe Indikatoren für einen anderen kosmischen Prozess sein könnten.
• Weitere Hypothesen berücksichtigen die Rolle kosmischer Strings, immensen fadenförmigen Strukturen, die man annimmt, im frühen Universum entstanden zu sein. Diese kosmischen Strings, wie von Nobelpreisträger Jim Peebles theoretisiert, könnten zur Entstehung solch eigenartiger Galaxieverteilungen beitragen.

In jedem Fall stellt die Existenz dieser Strukturen das kosmologische Prinzip in Frage, das besagt, dass das Universum auf großer Skala gleichförmig und isotrop erscheinen sollte.

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„Außerordentlich faszinierend“

„Strukturen in dieser Größenordnung hielten wir nicht für möglich“, betont Lopez. „Wir konnten vielleicht eine einzige extrem große Struktur in unserem gesamten beobachtbaren Universum erwarten. Doch der Große Ring und der Riesenbogen sind zwei riesige Strukturen, die sogar kosmologische Nachbarn sind, was außerordentlich faszinierend ist.“

Die Methodik hinter diesen Entdeckungen beinhaltet die Analyse von Absorptionslinien im Spektrum von Quasaren aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Quasare, extrem leuchtstarke und entfernte Galaxien, fungieren als Hintergrundlichter, die die dazwischenliegenden, schwächeren Galaxien beleuchten. Diese Technik führte zur Identifikation des Riesenbogens und nun des Großen Rings.

Die daraus gewonnenen Daten seien so weit entfernt, „dass sie die Hälfte der Lebenszeit des Universums gebraucht haben, um zu uns zu gelangen“. Sie würden damit aus einer Zeit stammen, als das Weltall etwa 1,8 Mal kleiner gewesen sei als heute.

Womöglich erst der Anfang

Diese Strukturen sind nicht nur wegen ihrer Größe bemerkenswert, sondern auch wegen ihres Standorts und Alters. Sowohl der Große Ring als auch der Riesenbogen befinden sich in der Nähe des Sternbilds Bärenhüter, was darauf hindeutet, dass sie zur gleichen kosmischen Zeit entstanden sind, als das Universum erst die Hälfte seines heutigen Alters hatte. Die Entdeckung dieser ultra-großen Strukturen in so enger Nähe wirft die Möglichkeit auf, dass sie Teil eines noch größeren kosmischen Systems sein könnten.

Quelle: University of Central Lancashire

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