Eine flache Schicht aus dunkler Materie
Entgegen früherer Annahmen sitzt die Milchstraße nicht einfach in einem zufälligen Raum, sondern in einer flachen Struktur, die überwiegend aus dunkler Materie besteht. Diese sogenannte “kosmische Lamina” reicht über 10 Megaparsec (ca. 30 Millionen Lichtjahre) und ist etwa 1,6 Megaparsec dick. Die Geometrie dieser Schicht beeinflusst die Gravitation auf Nachbargalaxien und damit deren Bewegungen.
In Simulationen, die mit dem Bayesian Origin Reconstruction from Galaxies (BORG)-Ansatz durchgeführt wurden, zeigte sich eine ungleichmäßige Massenverteilung, die von sphärischen Modellen abweicht. Die frühere Vorstellung einer radialsymmetrischen Masseverteilung um die Lokale Gruppe (Milchstraße und Andromeda) reichte nicht aus, um die beobachteten Geschwindigkeiten naher Galaxien (den lokalen Hubble-Fluss) vollständig zu erklären.
Was die Lokale Gruppe damit zu tun hat
Zur Lokalen Gruppe gehören zentrale Galaxien wie die Milchstraße und Andromeda sowie insgesamt 31 nahegelegene Galaxien, deren Positionen und Geschwindigkeiten in den Simulationen nachgebildet wurden. Diese “virtuellen Zwillinge” zeigten in 169 unabhängigen Simulationen eine beeindruckende Übereinstimmung in der flachen Massenverteilung.
Betrachtet man eine Region mit 40 Megaparsec Durchmesser, wird deutlich, dass die Lamina die Bewegungen dieser Galaxien stark beeinflusst. In einem ebenen System können weiter entfernte Massen entlang der Ebene quasi eine Abstoßung erzeugen, die das Anziehen Richtung Zentrum ausgleicht. So entfernen sich viele Galaxien, anstatt auf die Lokale Gruppe zuzusteuern — das passt gut zur kosmischen Expansion.
Wo ältere Modelle haperten
Ältere Modelle gerieten oft in Widersprüche, besonders bei Geschwindigkeit und Massenabschätzungen zwischen Andromeda und der Milchstraße. Diese Probleme, bekannt als “Timing‑Argument”, lassen sich mit dem neuen Modell der flachen Lamina erklären: Die Dynamik wird dadurch stimmiger und die Massenschätzungen der Lokalen Gruppe ändern sich entsprechend. Ewoud Wempe sagt dazu: „Es ist fantastisch, dass wir jetzt ein Modell haben, das sowohl mit dem aktuellen kosmologischen Modell als auch mit der Dynamik unserer lokalen Umgebung kohärent ist.“
Die größere kosmische Landschaft
Das Universum in unserer Nähe ist geprägt von Galaxienhaufen, Filamenten und riesigen Voids (Leerräumen). Solche Strukturen spiegeln die Verteilung der sichtbaren Materie wider. Die Lamina, die größtenteils aus dunkler Materie besteht, macht klar, dass sichtbare Materie (Sterne und Gas) nur einen kleinen Teil der Gesamtmasse ausmacht.
Die Ergebnisse stimmen mit dem ΛCDM‑Modell überein (dem Standardmodell der Kosmologie) und erweitern unser Verständnis der Struktur und Dynamik dunkler Materie in unserer unmittelbaren Umgebung. Offen bleibt, wie solche Laminae entstehen und ob sie im Universum weit verbreitet sind. Diese Fragen wollen die Forschenden in künftigen Simulationen klären.
Die umfangreiche Analyse des Teams stellt einen wichtigen Schritt in der Astrophysik dar. Sie zeigt, wie sehr die Verteilung der Materie die Bewegungen von Galaxien bestimmt und bietet neue Ansätze für die Erforschung noch größerer kosmischer Strukturen.
