In einer bahnbrechenden Entdeckung, die helfen könnte, eines der hartnäckigsten Rätsel der Kosmologie zu lösen, haben Astronomen einen massiven Faden aus überhitztem Gas identifiziert, der vier Galaxienhaufen im Shapley-Superhaufen miteinander verbindet.
Das Filament, das durch eine ausgeklügelte Kombination aus Röntgenbeobachtungen und KI-gestützten Analysetechniken entdeckt wurde, enthält Gas, das auf über 10 Millionen Grad Celsius aufgeheizt ist und eine Masse von etwa dem Zehnfachen unserer Milchstraße besitzt. Es erstreckt sich diagonal durch den Superhaufen über 23 Millionen Lichtjahre (7,2 Megaparsec) – das entspricht etwa 230 Mal der Länge der Milchstraße.
Diese Entdeckung ist besonders bedeutsam, da sie einen Teil der „fehlenden“ Materie des Universums erklären könnte. Kosmologische Modelle sagen voraus, dass etwa ein Drittel der normalen Materie im lokalen Universum bislang unentdeckt ist. Wissenschaftler vermuteten, dass diese fehlende Materie in langen Gasfilamenten existieren könnte, die dichte Regionen des Weltraums miteinander verbinden.
„Dies ist der erste röntgenspektroskopische Nachweis einer reinen Emission des warm-heißen intergalaktischen Mediums aus einem einzelnen, ursprünglichen Filament ohne signifikante Kontamination“, erklärt der leitende Forscher Konstantinos Migkas, dessen Team die Ergebnisse am 19. Juni 2025 in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht hat.
Das Forschungsteam verfolgte einen neuartigen Ansatz, indem es Beobachtungen von zwei Röntgen-Weltraumteleskopen kombinierte – ESAs XMM-Newton und JAXAs Suzaku. Während Suzaku die schwachen Röntgenemissionen des Filaments über ein großes Gebiet kartierte, identifizierte und entfernte XMM-Newton gezielt störende Röntgenquellen wie supermassereiche Schwarze Löcher innerhalb des Filaments. Fortschrittliche KI-Algorithmen waren entscheidend für die Verarbeitung dieser komplexen Daten, indem sie halfen, das Signal des Filaments vom Hintergrundrauschen zu isolieren und Muster zu erkennen, die manuell unmöglich zu entdecken wären.
Der Shapley-Superhaufen im Sternbild Zentaur ist eine der massereichsten Strukturen im nahen Universum und beherbergt mehr als 8.000 Galaxien. Das neu entdeckte Filament verbindet zwei Paare von Galaxienhaufen innerhalb dieses Superhaufens: A3530/32 und A3528-N/S.
Neben dem Beitrag zur Lösung des Problems der fehlenden Materie bestätigt diese Entdeckung jahrzehntelange theoretische Modelle und Simulationen zum kosmischen Netz – dem riesigen Netzwerk von Filamenten, das das Rückgrat der Struktur des Universums bildet. Sie zeigt zudem die wachsende Bedeutung künstlicher Intelligenz in der astronomischen Forschung, da deren Mustererkennungsfähigkeiten es Wissenschaftlern ermöglichen, Phänomene zu entdecken und zu analysieren, die mit herkömmlichen Beobachtungsmethoden bislang unsichtbar blieben.