Der Virgo Galaxien Haufen - Der größte Nachbar, den wir kaum kennen

0:00 Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch das Universum, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Kennst du schon unsere anderen Schlafreisereien wie Schlafreise durch vergessene Welten oder Natur heute nehmen wir dich mit auf eine Reise zu einer der größten Strukturen in unserer kosmischen Nachbarschaft.

0:24 Ein gewaltiger Schwarm von über 1000 Galaxien. Jede mit hunderten Milliarden Sternen. Eine kosmische Stadt, die unser eigenes Galaktisches Viertel dominiert und uns langsam unaufhaltsam zu sich zieht. Wir reisen zum Virgo Galaxienhaufen, lehne dich zurück, schließe die Augen und lass dich treiben zu diesem monumentalen Gebilde, das uns zeigt, wie Galaxien sich zu noch größeren Strukturen zusammenfinden wir.

0:53 Und wie unsere Milchstraße nur ein winziger Teil eines viel größeren kosmischen Netzwerks ist. Der virgo Galaxienhaufen liegt etwa 53 bis 54000000 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Jungfrau. Das klingt weit, und das ist es auch nach menschlichen Maßstäben, aber auf kosmischen Skalen ist Virgo praktisch unsere Nachbarschaft, es ist der uns am nächsten gelegene große Galaxienhaufen. Und dominiert die Struktur unserer lokalen kosmischen Umgebung.

1:27 Der Haufen erstreckt sich über etwa 8000000 Lichtjahre und enthält zwischen 1003 102000 Galaxien, abhängig davon, wo man die Grenze zieht, die Gesamtmasse des Haufens wird auf etwa 1,2 Billionen Sonnenmassen geschätzt, obwohl die meiste davon, etwa 90% unsichtbare dunkle Materie ist. Die ersten systematischen Studien des Virgohaufens begannen im 18 Jahrhundert. Charles de Messier katalogisierte zwischen 1758 und 1782 viele der hellsten Objekte am Nachthimmel, um sie von Kometen zu unterscheiden.

2:11 Sein berühmter messia Katalog enthält 16 Galaxien aus dem Virgohaufen, darunter einige der bekanntesten. M. 49, m. 58, m. 59, m. 60, m. 84, m. 86, m. 87, m. 89 und m. 90 Messia wusste nicht, dass diese nebelhaften Flecken Galaxien waren. Er nannte sie einfach Nebel. Erst im 20. Jahrhundert, nachdem Edwin Hubble gezeigt hatte, dass diese Nebel tatsächlich separate Galaxien außerhalb der Milchstraße sind.

2:47 Verstanden wir ihre wahre Natur im Zentrum des Virgohaufens befindet sich eine der bemerkenswertesten Galaxien des Universums, Messier 87, auch bekannt als m 87 oder virgo a. Diese elliptische Riesengalaxei ist mit etwa 12 Billionen Sonnenmassen eine der massereichsten Galaxien im nahen Universum. Sie enthält schätzungsweise 12000 Kugelsternhaufen zum Vergleich.

3:17 Die Milchstraße hat etwa 150 bis 200. M. 87 ist berühmt geworden durch das erste jemals aufgenommene Bild eines schwarzen Lochs im April. 2019 präsentierte das Event Horizon Telescope Collaboration ein bahnbrechendes Bild, den Schatten des Supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum von m. 87 mit 6,5 Milliarden Sonnenmassen.

3:46 Ist dieses schwarze Loch etwa 1500 mal massereicher als Sagittarius A Stern? Das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis? Das Bild zeigt einen leuchtenden Ring aus heißem Gas, das das schwarze Loch umkreist. Mit einem dunklen Schatten in der Mitte, dem Ereignishorizont, der Ereignishorizont von m. 87 Stern hat einen Durchmesser von etwa 38 Milliarden Kilometern, das.

4:15 Ungefähr 2,5 mal die Größe unseres Sonnensystems. Das ist so groß, dass Licht etwa eineinhalb Tage bräuchte, um ihn zu durchqueren. Aus dem Zentrum von m. 87 schießt ein gewaltiger Jet, ein Strahl aus geladenen Teilchen, der mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ins All rast. Dieser Jet ist über 5000 Lichtjahre lang und wird vom supermassiven schwarzen Loch angetrieben, Materie. Die in Richtung des Schwarzen Lochs fällt, wird in der Akkretionsscheibe auf Millionen Grad erhitzt. Starke Magnetfelder bündeln einen Teil dieser Materie und schleudern sie senkrecht zur Scheibe hinaus. Der Jet von m. 87 ist so hell, dass wir ihn selbst über 53000000 Lichtjahre Entfernung beobachten können eine weitere faszinierende Galaxie im

5:09 Virgohaufen. Ist m 49 die hellste Galaxie des Haufens, wenn man von der Erde aus beobachtet. M. 49 ist eine elliptische Galaxie mit etwa 200 Milliarden Sonnenmassen und über 6000 Kugelsternhaufen. Sie war die erste Galaxie, die Messie im Virgohaufen entdeckte am 19 Februar 1771 m. 87 und m. 49 sind beide elliptische Galaxien. Das sind Galaxien ohne Spiralarme, meist kugelförmig oder Ellipsoid, dominiert von alten roten Sternen. Im Virgohaufen sind elliptische Galaxien und linsenförmige Galaxien häufig besonders im Zentrum Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße sind eher in den äußeren Bereichen zu finden, diese Verteilung ist kein Zufall in dichten Umgebungen wie Galaxienhaufen.

6:07 Kollidieren und verschmelzen Galaxien häufiger? Spiralgalaxien können zu elliptischen Galaxien verschmelzen, zusätzlich gibt es einen Prozess namens RAM Pressure Stripping, wenn eine Galaxie sich schnell durch das heiße Gas im Zentrum des Haufens bewegt, wird ihr eigenes Gas abgestreift, ähnlich wie der Wind dir die Haare aus dem Gesicht weht ohne Gas können keine neuen Sterne entstehen.

6:35 Und die Galaxie verwandelt sich langsam in eine elliptische, rote und tote Galaxie. Der Virgohaufen enthält auch einige spektakuläre Spiralgalaxien. M 61 ist eine wunderschöne Spiralgalaxie mit klar definierten Armen und aktiver sternenstehung m 100 die symmetrischeste Galaxie im Haufen zeigt perfekte Spiralarme. M. 90 ist ungewöhnlich, weil sie eine Blauverschiebung zeigt. Sie bewegt sich auf uns zu, fast alle anderen Galaxien im Haufen zeigen eine Rotverschiebung, weil sie sich von uns wegbewegen oder stillstehen, m 90 s.

7:16 Blauverschiebung kommt daher, dass sie sich relativ zum Haufenzentrum in unsere Richtung bewegt und diese Bewegung überwiegt die kosmische Expansion NGC 4438. Bekannt als The Eyes ist Teil eines Wechselwirkenden galaxienpaares Gezeitenkräfte zwischen den beiden Galaxien haben lange Ströme aus Sternen und Gas herausgezogen.

7:42 Solche Wechselwirkungen sind im Virgohaufen häufig, weil die Galaxien relativ nah beieinander sind und mit hohen Geschwindigkeiten aneinander vorbeirasen. Der gesamte Virgohaufen ist in heißes Röntgengas getaucht. Röntgenteleskope wie Chandra und XMM Newton zeigen, dass Gas mit Temperaturen von 10 bis 100000000 Kelvin den Raum zwischen den Galaxien füllt. Dieses Intraclustermedium macht einen signifikanten Teil der Baryonischen, also normalen, nicht dunklen Masse des Haufens aus, das Gas.

8:21 Ist so heiß, weil es durch die Gravitation des Haufens auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt wurde und bei Kollisionen erhitzt wurde. Der Virgohaufen ist kein isoliertes Objekt, er ist das Zentrum einer noch größeren Struktur des Virgo Superhaufens, auch bekannt als lokaler Superhaufen diese Struktur erstreckt sich über etwa 110000000 Lichtjahre und enthält mindestens 100, Galaxingruppen und Galaxienhaufen. Darunter unsere eigene lokale Gruppe, zu der die Milchstraße, Andromeda und etwa 80 kleinere Galaxien gehören. Die Gravitation des Virgohaufens beeinflusst alle Galaxien im Superhaufen unsere Milchstraße bewegt sich mit etwa 400 Kilometern pro Sekunde in Richtung Virgo, diese Bewegung nennen wir den Virgo Infall.

9:17 Gleichzeitig entfernen wir uns von Virgo durch die Expansion des Universums. Welche Bewegung überwiegt, das hängt davon ab, wie man es misst. Lokal gesehen bewegen wir uns auf Virgo zu, aber auf kosmologischen Skalen bewegen wir uns letztendlich weg, weil die kosmische Expansion auf großen Distanzen dominiert.

9:38 Lange dachte man, der virgo Haufen sei das gravitativ dominante Zentrum unserer Umgebung, aber in den 1900 80er Jahren ist entdeckten Astronomen etwas Überraschendes. Es gibt eine noch größere Struktur, die sowohl den Virgohaufen als auch uns anzieht. Diese Struktur wurde großer Attraktor genannt und liegt etwa 150 bis 250000000 Lichtjahre entfernt in Richtung der Sternbilder Zentaue und Hydra. Spätere Studien zeigten, dass der große Attraktor selbst Teil einer noch umfangreicheren Struktur ist. Des Laniakea Superhaufens Laniakea bedeutet unermesslicher Himmel auf Hawaiianisch.

10:23 Diese gewaltige Struktur wurde 2014 durch dreidimensionale Kartierung der Galaxienbewegungen identifiziert. Laniakea enthält etwa 100000 Galaxien und erstreckt sich über 520000000 Lichtjahre, der Virgohaufen ist nur eine von vielen Komponenten dieses Superhaufens. Das Zentrum von Laniakea ist nicht der Virgohaufen, sondern der große Attraktor.

10:51 Alle Galaxien in Laniakea, einschließlich der Milchstraße, bewegen sich letztendlich in diese Richtung, gezogen von der kombinierten Gravitation aller Masse. Dort diese hierarchische Struktur, Galaxien in Gruppen, Gruppen in Haufen, Haufen in Superhaufen ist charakteristisch für das Universum, Materie ist nicht gleichmäßig verteilt.

11:15 Sie bildet ein kosmisches Netz aus Filamenten und Knoten, getrennt durch riesige voits, leere Regionen mit sehr wenigen Galaxien. Der Virgohaufen selbst ist noch jung im kosmologischen Sinne, er ist nicht virialisiert, was bedeutet, dass er sich noch im Prozess des Gravitativen Zusammenziehens und der Entspannung befindet, Galaxien fallen noch in den Haufen ein, Subgruppen verschmelzen in einigen Milliarden Jahren. Wird virgo ein entspannterer, Dichter gepackter Haufen sein? Diese dynamische Natur macht Virgo interessant für Studien der Galaxienentwicklung wir könnten es dann beobachten, wie Galaxien sich verändern, wenn sie in den Haufen eintreten, Spiralgalaxien verlieren ihr Gas, sternbildung hört auf, Farbe wechselt von Blau zu rot,

12:09 wir können Galaxienverschmelzungen beobachten, gezeitenwechselwirkung RAM. Pressure Stripping in Aktion der Slone Digital Sky Survey und andere großflächige Durchmusterungen haben Tausende von Galaxien im Virgohaufen kartiert. Mit Spektroskopie können wir ihre Rotverschiebungen messen und dreidimensionale Karten erstellen.

12:34 Diese zeigen, dass der Virgohaufen eigentlich aus mehreren Subhaufen besteht, die gerade verschmelzen. Cluster a ist um m 78 zentriert, cluster b um m 49. Diese Subhaufen werden über die nächsten paar Milliarden Jahre zu einem einzigen entspannten Haufen verschmelzen. Die Masse des Virgohaufens wurde durch verschiedene Methoden gemessen, die Geschwindigkeiten der Galaxien, wie schnell sie sich bewegen, verraten, wie stark die Gravitation ist.

13:09 Der Gravitationslinseneffekt, wie der Haufen das Licht von Hintergrundgalaxien ablenkt, gibt eine unabhängige Massenschätzung, die Röntgenemission des heißen Gases, dessen Temperatur von der Gravitationstiefe abhängt, liefert eine dritte Methode. Alle Methoden stimmen überein, die Gesamtmasse beträgt etwa 1,2 Billionen Sonnenmassen, wovon etwa 10%, normale Materie und 90% dunkle Materie ist.

13:38 Dunkle Materie ist unsichtbar, Wechsel wirkt nicht mit Licht, aber ihre Gravitation hält den Haufen zusammen. Ohne dunkle Materie würden die Galaxien mit ihren hohen Geschwindigkeiten oft über 1000 Kilometer pro Sekunde aus dem Haufen entkommen. Die Tatsache, dass sie gebunden bleiben, beweist die Existenz großer Mengen unsichtbarer Masse. Der Virgohaufen ist auch wichtig für die Entfernungsbestimmung im Universum.

14:08 Weil er so nah ist, können wir einzelne Sterne in seinen Galaxien auflösen. Zepheiden veränderliche Sterne, deren Helligkeit periodisch schwankt, wurden in Virgogalaxien beobachtet. Die Periode der Schwankung ist direkt mit der absoluten Leuchtkraft verbunden, wenn wir die absolute Leuchtkraft kennen und die scheinbare Helligkeit messen, können wir die Entfernung berechnen.

14:36 Das Hubble Weltraumteleskop hat Cepheiden in virgo Galaxien beobachtet und so die Entfernung präzise bestimmt. Etwa 53,5 Millionen Lichtjahre. Diese Messungen sind Teil der kosmischen Entfernungsleiter, die uns hilft, Distanzen zu weiter entfernten Objekten zu kalibrieren und letztendlich die Hubble Konstante, die Expansionsrate des Universums, zu bestimmen. Die Zukunft des Virgohaufens ist klar, er wird größer und massereicher werden, mehr Galaxien werden Hineinfallen, subhaufen werden verschmelzen in ferner Zukunft, nach Billionen von Jahren, könnten viele der Galaxien im Zentrum zu einer einzigen gigantischen elliptischen Galaxie verschmelzen, einer Supergalaxie unsere eigene Milchstraße wird nicht Teil von virgo werden.

15:31 Wir sind zu weit entfernt und die kosmische Expansion überwiegt auf unserer Distanz. Stattdessen ist unser Schicksal mit Andromeda verbunden, in etwa 4 bis 5 Milliarden Jahren werden Milchstraße und Andromeda kollidieren und zu einer elliptischen Galaxie verschmelzen, manchmal Milkomeda genannt. Diese neue Galaxie wird Teil der lokalen Gruppe bleiben. Die selbst langsam in Richtung Virgo und letztendlich in Richtung des großen Attraktors driftet. Der Virgo Galaxienhaufen erinnert uns an die Skalen des Universums 1300 Galaxien, jede mit Milliarden von Sternen, jeder Stern möglicherweise mit Planeten, die Anzahl der Sterne im Virgohaufen ist nahezu unvorstellbar, vielleicht 10 Billionen oder mehr.

16:24 Wenn nur ein Bruchteil davon Planeten hat und wenn nur ein Bruchteil dieser Planeten lebensfreundlich ist, könnte es Millionen bewohnbarer Welten allein im Virgohaufen geben. Und doch kennen wir nur eine Welt mit Leben, unsere Erde hier in der lokalen Gruppe 53000000 Lichtjahre vom Virgohaufen entfernt, auf einem kleinen blauen Planeten um einen durchschnittlichen Stern in einer durchschnittlichen Galaxie gibt es leben. Nicht nur mikrobielles leben, sondern komplexe Ökosysteme, Bewusstsein, Zivilisation, der Virgohaufen mit all seiner Pracht und Größe ist aus unserer Sicht leblos. Vielleicht gibt es dort leben, das wäre statistisch plausibel, aber wir haben keine Beweise, keine Signale, keine Bestätigung, was wir mit

17:15 Sicherheit wissen, ist, dass hier leben existiert auf dieser einen Welt, die wir unser Zuhause nennen. Die kosmische Perspektive, die der Virgohaufen uns gibt, die schiere Anzahl der Galaxien, die Dimensionen von Raum und Zeit kann uns klein fühlen lassen, aber sie sollte uns auch demütig und dankbar machen in diesem gewaltigen Universum, in dieser unvorstellbaren Weite haben wir einen Ort gefunden, an dem wir existieren können, einen Planeten mit genau den richtigen Bedingungen. Der Virgohaufen wird weitermachen, Galaxien werden verschmelzen, Sterne werden geboren und sterben. Supermassive schwarze Löcher werden wachsen. Diese Prozesse dauern Millionen und Milliarden von Jahren, aber für uns hier und jetzt zählt

18:06 dieser Moment, dieser Planet, dieses fragile, wunderschöne blaue Juwel, gute Nacht, und während du schläfst, denke daran. 53000000 Lichtjahre entfernt ziehen 1300 Galaxien ihre Bahnen um ein gemeinsames Zentrum. Aber der kostbarste Ort im Universum für uns ist genau hier, wo du liegst, auf unserer lebendigen Erde.