Wissenschaftler haben etwas Unglaubliches über die gigantischste Struktur des Kosmos herausgefunden: Das kosmische Netz ist magnetisch. Was das bedeutet, erfahrt ihr in diesem Beitrag.
Wir alle sind winzig klein. Schon bloß mit den Ausmaßen unseres Sonnensystems verglichen sind wir Menschen absolut mickrig. Das Ende der Oortschen Wolke, der gravitativen Begrenzung unseres Sonnensystems, liegt in über einem Lichtjahr Entfernung. Und das ist nur unser Sonnensystem, unsere kosmische Heimat.
Die Milchstraße, unsere Galaxis, ist nach neueren Schätzungen über 200.000 Lichtjahre groß. Und dann gibt es außer der Milchstraße noch bis zu einer Billion Galaxien. Und das Universum insgesamt ist schätzungsweise 93 Milliarden Lichtjahre groß. Das ist alles unvorstellbar und es wird noch unglaublicher. Die Struktur des Universums insgesamt kann man als das sogenannte kosmische Netz darstellen. Wir sehen unten die Materiestrukturen des Kosmos zusammengepackt zu Filamenten. Diese Filamente bestehen aus all dem kosmischen Kram, den wir so kennen: Nebel, Galaxien, Galaxienhaufen. Auf irgendeinem dieser Filamanete sitzen auch wir gerade in der Milchstraße.
Voids im kosmischen Netz
Aber das kosmische Netz zeigt nicht nur Filamente, es enthält auch die mysteriösen Voids. Gigantische leere Bereiche des Kosmos zwischen den Filamenten. Wir sehen, dass Materie nicht komplett gleichmäßig im Universum verteilt ist. Neben riesigen Überdichteregionen aus Galaxienhaufen gibt es auch große kosmische Areale, in denen im Prinzip nichts ist. Klar, hier und da schwirrt auch in den Voids mal eine Galaxie herum, aber im Großen und Ganzen ist dort nichts.
Das ist also die großräumigste Struktur des Kosmos: Das kosmische Netz bestehend aus Filamenten und Voids. Und als wäre das nicht schon bizarr genug, ist es Wissenschaftlern nun gelungen, im kosmischen Netz Magnetismus nachzuweisen. Die beteiligte Forscherin Dr. Tessa Vernstrom sagt: “Magnetfelder durchdringen das Universum – von Planeten und Sternen bis zu den größten Zwischenräumen zwischen den Galaxien. Viele Aspekte des kosmischen Magnetismus sind noch nicht vollständig verstanden, vor allem in den Größenordnungen, die im kosmischen Netz zu sehen sind.”
Das kosmische Netz ist also magnetisch und wir winzigen Primaten auf dem Planeten Erde können das messen und sogar kartieren? Immer der Reihe nach. Was haben die Forscher genau gemacht? Sie nutzten allerhand Daten und Radiokarten aus Himmelskartierungen wie dem Global Magneto-Ionic Medium Survey, die unter anderem mit Radioteleskopen wie dem Murchison Widefield Array in Australien gewonnen wurden.
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Mit Radioteleskopen kann man den kompletten Himmel im Radiobereich kartieren und schauen, wo die größte Dichte an Radioemissionen vorhanden ist. Diese Daten über die Verteilung der Radioemissionen im Weltraum haben die Forscher dann mit der simulierten Struktur des Kosmischen Netzes übereinander gelegt und das Endergebnis schien eine der spannendsten kosmischen Hypothesen zu bestätigen. Man vermutet nämlich schon länger, dass, wenn kosmische Materie zu den Filamenten verschmilzt, Schockwellen von unvorstellbaren Ausmaß erzeugt werden. Diese Schockwellen strahlen Radioemissionen ab, die theoretisch dazu führen, dass das kosmische Netz im Radiospektrum leuchtet – aber das konnte nie eindeutig nachgewiesen werden, weil diese Signale so schwach sind. Bislang.
Das kosmische Netz und das Radioleuchten
Denn genau das ist den Forschern nun gelungen, sie haben das Radioleuchten des Kosmischen Netz nachweisen können, denn als sie nach und nach die Radiokartierungen des Kosmos über die simulierte Struktur des kosmischen Netz gelegt haben, passte das perfekt. Also im Prinzip astronomische Detektivarbeit. Und die Vorgänge in den großen Strukturen des Kosmos sind den Astronomen ins Netz gegangen. Die Amateur-Astronomen unter euch wissen, wie man die Technik nennt, die die Forscher angewendet haben, als sie die Radiobilder übereinander gelegt haben: Stacking, nur dies mal eben auf wirklich universaler Skala.
Die Forscher haben Radioemissionen aufgezeichnet, die von den Schockwellen quer durch das kosmische Netz ausgehen, die wiederum entstehen, wenn große Strukturen Materie aufeinander prallen – und das ist der erste Beobachtungsnachweis überhaupt dafür, dass beschleunigte Teilchen in Form dieser Schockwellen im Universum am Werk sind. Oder wie Dr. Tessa Vernstrom sagt: “In der Vergangenheit haben wir diese Radiostoßwellen immer nur direkt bei Kollisionen zwischen Galaxienhaufen beobachtet. Wir glauben jedoch, dass sie auch in den kosmischen Filamenten existieren.”
Das Magnetfeld des kosmischen Netz
Die größte Struktur des Kosmos wird also zum Beben gebracht von mächtigen Radiostoßwellen – wieder mal so ein Gedanke, der wirklich absolut die menschliche Vorstellungskraft übersteigt, oder? So weit, so gut, aber einige fragen sich jetzt sicherlich schon, was dieses Radioglühen mit dem Magnetismus des kosmischen Netzes zu tun hat? Jede Menge. Stellt euch mal vor, Ihr seid ein subatomares Teilchen, in dem Fall ein Elektron, also ein negativ geladenes Teilchen. Ihr fliegt ganz entspannt durchs kosmische Netz und denkt über dieses attraktive Proton nach, das euch schon seit Tagen so anlächelt. Plötzlich werdet Ihr auf eine feste Bahn gelenkt und seid Teil einer Art Strömung. Was ist passiert?
Das Magnetfeld des kosmischen Netzes hat euch eingefangen. Die Radiowellen im kosmischen Netz entstehen hauptsächlich, wenn geladene Teilchen wie Elektronen in Magnetfeldern beschleunigt werden. Die Magnetfelder im kosmischen Netz wirken also als Beschleuniger und lenken die Elektronen auf spiralförmigen Bahnen, von denen aus dann die Radioemissionen abgestrahlt werden. Heißt: Durch die Beobachtung der Radiowellen können Astronomen die Magnetfelder des kosmischen Netzes kartieren und ihre Stärke und Ausrichtung messen. Das wiederum hilft dabei, die Struktur des kosmischen Netzes und seine Wechselwirkungen mit den Galaxien und und Galaxienhaufen besser zu verstehen.
Magnetbahnen im kosmischen Netz lenken alles
Das Ganze ist gar nicht so abstrakt wie es klingt und hat ganz praktische Auswirkungen – auch auf uns. Die Entstehung von Galaxien, ihre Gruppierung zu Galaxienhaufen – all das wird gesteuert von Schockwellen und den magnetischen Bahnen des kosmischen Netz. Diese völlig abstrakten Prozesse in der größten Struktur des Universums sind letztlich dafür verantwortlich, dass unsere Milchstraße sich genau so gebildet hat, wie sie es nun mal getan hat. Denn durch irgendeine Magnetbahn im Kosmischen Netz hat sich an irgendeinem Punkt in irgendeinem Filament genau die richtige Menge Wasserstoff zusammengeknubbelt, um irgendwann die Milliarden Sterne zu bilden, aus denen die Milchstraße entstanden ist.
Ihr sitzt jetzt Zuhause vor dem PC und das alles nur wegen des kosmischen Netz. Wahnsinn. Was für einer großen Sache wir hier auf der Spur sind, seht Ihr auch hieran: Die größte Struktur des Kosmos sieht genau so aus wie ein Borg-Kubus aus Star Trek. Kann das Zufall sein? Bestimmt nicht! Aber Spaß beiseite, immer wenn ich mir diese Darstellungen des kosmischen Netzes so ansehe, stellt sich mir unweigerlich eine Frage: Dieses Ding, diese Struktur muss doch auch irgendwie noch Teil von etwas Größerem sein, oder? Worin ist das kosmische Netz? Von was ist es ein Teil? Oder anders gefragt: Was ist außerhalb des Universums?
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