Warum Spiralgalaxien in der Supergalaktischen Ebene fehlen

Seit Jahren gilt es als eines der großen Rätsel der Kosmologie: In einer bestimmten Himmelsregion, Supergalaktische Ebene genannt, gibt es fast nur elliptische Galaxien. Spiralgalaxien sind dort hingegen auffällig selten vertreten. Warum das so ist, wurde in der Fachwelt bereits viel diskutiert – manche Forscherinnen und Forscher spekulierten sogar über neue Physik jenseits bisheriger kosmologischer Modelle. Doch mit neuen Simulationen gelangte ein Forschungsteam jetzt zu einer überraschend einfachen Erklärung für das Problem. Wie die Forschenden im Fachblatt „Nature Astronomy“ darlegen, liege es schlicht an unterschiedlichen physikalischen Bedingungen innerhalb und außerhalb der Supergalaktischen Ebene.

Galaxienarten

Als Supergalaktische Ebene bezeichnen Astronominnen und Astronomen den Bereich bis in eine Entfernung von etwa zwei Milliarden Lichtjahren, in dem sich viele große Galaxienhaufen befinden. Doch nicht alle Galaxien gehören zu solchen Haufen, viele ziehen ihre Bahnen als kosmische Einzelgänger abseits solcher Zusammenballungen. Die zwei Galaxienarten – Spiralgalaxien und elliptische Galaxien – sind jedoch nicht überall gleich häufig vertreten: Anders als außerhalb der Supergalaktischen Ebene sind innerhalb vor allem große elliptische Galaxien zu finden, aber nur wenige Spiralgalaxien. Eine Erklärung hierfür ließ sich bislang nicht finden – trotz zahlreicher Simulationen mit Supercomputern.

Neuer Simulationsansatz führte zur Lösung

Die bisherigen Analysen beruhen auf Simulationen von Ausschnitten des Kosmos, aus denen man wiederum auf andere Regionen des Weltalls schloss. Einen anderen Ansatz verfolgten nun Till Sawala von der Universität Helsinki und sein Team. Mit ihrer Simulation SIBELIUS DARK verfeinerten sie die Anfangsbedingungen ihrer Berechnungen. Auf diese Weise gelang es dem Team, eine der Supergalaktischen Ebene verblüffend ähnliche Struktur am Computer zu simulieren. Mehr noch: In der Simulation stießen sie genau auf die beobachtete unterschiedliche Verteilung von elliptischen Galaxien und Spiralgalaxien.

SIBELIUS DARK lieferte zudem eine Erklärung für das Phänomen: Da es in der Supergalaktischen Ebene – insbesondere innerhalb der Galaxienhaufen – sehr viel mehr Galaxien als außerhalb gibt, stoßen Galaxien dort häufiger zusammen. Daraufhin verschmelzen sie und bilden mehr große elliptische Galaxien, da die Struktur der Spiralen beim Verschmelzen verloren geht. Gleichzeitig nimmt also die Anzahl der Spiralgalaxien ab. Bisherige kosmologische Modelle können also die Beobachtungen vollständig erklären – neue Physik ist dafür nicht nötig.