Langsamere Expansion in der Nachbarschaft

Die beiden Studien wurden von einem internationalen Team, einschließlich David Benisty vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), durchgeführt. Jede Arbeit analysiert Beobachtungsdaten für eine andere nahegelegene Galaxiengruppe – die Centaurus-A-Gruppe und die M81-Gruppe – um sowohl ihre Massen als auch den Wert der Hubble-Konstanten zu bestimmen.

Aus dem kosmischen Mikrowellen-Hintergrund konnte ein präziser Wert für die Hubble-Konstante von 68 km/s/Mpc abgeleitet werden. Anhand der Distanz von explodierenden Sternen in sich entfernenden Galaxien, gelang eine weitere sehr genaue Messung der Hubble-Konstante aus unserem späten, lokalen Universum. Dieser Wert beträgt jedoch 73 km/s/Mpc.

Mehr zur Hubble-Konstanten

17.03.2026 • Nachricht • Forschung

Kann Supernova Winny die Hubble-Konstante bestimmen?

06.03.2020 • Nachricht • Forschung

Kosmischer Zollstock verbogen

10.01.2020 • Nachricht • Forschung

Kosmische Linsen messen Expansion des Universums

13.09.2019 • Nachricht • Forschung

Gravitationslinsen liefern hohen Wert für die Hubble-Konstante

Bruno Leibundgut • 7/2022 • Seite 23

Kontroverse um eine Konstante

Matthias Steinmetz • 5/2019 • Seite 16

Die Hubble-Kontroverse

Der Unterschied zwischen den gemessenen Expansionsraten des frühen und des späten Universums ist als Hubble-Diskrepanz bekannt. In den letzten Jahrzehnten entwickelte sich diese Kontroverse zu einer der zentralen Herausforderungen in der Astrophysik, die unser Verständnis der Kosmologie und der grundlegenden Physik in Frage stellt.

Die neuen Studien beleuchten diese Fragestellung aus einer umfassenderen Perspektive als der Ansatz, der auf Sternexplosionen basiert. Während die Sternexplosionsmethode darauf abzielt, die kosmische Expansion direkt zu verfolgen, analysieren die neuen Studien die Bewegung von Galaxien in Gruppen, die in das expandierende Universum eingebettet sind. Die Anziehungskräfte der Schwerkraft bündeln die Gruppen, während die kosmische Expansion die Galaxien auseinanderreißt. Dieser Balanceakt hängt von der Masse der gravitativ gebundenen Gruppe und der Hubble-Konstante als expandierendem Zug ab. Überraschenderweise erhielten David Benisty und sein Team eine Hubble-Konstante von etwa 64 km/s/Mpc. Das Ergebnis legt nahe, dass zumindest ein Teil der Hubble-Kontroverse auf die Beobachtungen und Methoden zurückzuführen ist, die wir zur Ableitung der Hubble-Konstante verwenden.

Die Forschenden konzentrierten sich auf zwei Galaxiengruppen: Die Centaurus-A-Gruppe ist eine der nächstgelegenen Galaxiengruppen jenseits der eigenen Lokalen Gruppe der Milchstraße. Man nahm an, dass sie von der riesigen elliptischen Galaxie Centaurus A dominiert wird und Dutzende kleinerer Satellitengalaxien enthält. Die neue Analyse zeigt, dass die Centaurus-A-Gruppe nicht um Centaurus A zentriert ist, sondern zusammen mit der Galaxie M83 ein Binärsystem bildet. Das Team bestimmte daher erstmals einen Wert für die Hubble-Konstante auf dieser Grundlage sowie eine genauere Massenabschätzung.

Von der M81-Gruppe war bereits bekannt, dass sich in ihrem Zentrum zwei Galaxien, M81 und M82, befinden. Dank des erweiterten Datensatzes zeigte sich, dass die Mitgliedsgalaxien um dieses Binärsystem wie bereits bekannt eine ebene Struktur bilden. Die Untersuchung der turbulenten Dynamik zeigt jedoch, dass diese dennoch bemerkenswert geordnet ist: Die innere ebene Region mit Abständen von weniger als einer Million Lichtjahren ist gegenüber der großräumigen Umgebung um etwa 34 Grad geneigt. In einer Entfernung von 10 Millionen Lichtjahren dreht sich die Orientierung so, dass sie mit der großräumigen, schichtartigen Struktur übereinstimmt, die sich bis zur Centaurus-A-Gruppe erstreckt.

Bemerkenswert ist, dass die beiden Galaxiengruppen nicht nur eine ähnliche Umgebung teilen. Sie haben auch gemeinsam, dass die Massen der leuchtkräftigsten Mitgliedsgalaxien nahezu die gesamte Masse der Gruppe ausmachen und dass die Bewegungen aller Galaxien in ihrer Umgebung durch das Zusammenspiel der gravitativen Anziehung der Galaxien und den kosmischen Zug beschrieben werden können. Im Gegensatz zu Simulationen von Galaxiengruppen, die stets in einen übergeordneten Halo aus Dunkler Materie eingebettet sind, lassen sich die Beobachtungen beider Galaxiengruppen somit auch ohne diese zusätzliche Dunkle Materie gut erklären.

Das Team will diese Methode, die ein umfassendes Verständnis der Strukturen in unserer kosmischen Nachbarschaft ermöglicht, auf ein größeres kosmisches Volumen übertragen. Neue Beobachtungen in größeren Entfernungen, wie beispielsweise vom 4-Meter-Multi-Object-Spectroscopic-Telescope (4MOST), könnten mit den nächsten Datenveröffentlichungen nicht nur zu einer Lösung der Hubble-Kontroverse beitragen, sondern auch eine genauere Bestandsaufnahme liefern, wie viel von der rätselhaften Dunklen Materie in unserem Universum vorhanden ist. [AIP / dre]