Great Attractor

Der Great Attractor ist keine Galaxie, kein Stern und kein Schwarzes Loch. Es handelt sich um eine Region im Universum, in der eine enorme Massekonzentration Hunderttausende Galaxien gravitativ zu sich zieht. Diese Region liegt etwa 150 bis 250 Millionen Lichtjahre von uns entfernt, in Richtung der Sternbilder Norma und Triangulum Australe.

Die Anziehungskraft ist gewaltig. Unsere Milchstraße, die gesamte Lokale Gruppe und weite Teile des Virgo-Galaxienhaufens bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von rund 600 Kilometern pro Sekunde auf den Great Attractor zu. Diese sogenannte Pekuliargeschwindigkeit liegt weit über dem, was die allgemeine Expansion des Universums erwarten ließe. Irgendetwas dort sammelt Masse in einem Ausmaß, das die Bewegung von Galaxien über Hunderte Millionen Lichtjahre hinweg beeinflusst.

Die geschätzte Masse der Region liegt in der Größenordnung von 10¹⁶ Sonnenmassen. Zum Vergleich: Die Milchstraße hat eine Masse von etwa 1,5 Billionen Sonnenmassen. Der Great Attractor übersteigt das um den Faktor mehrerer Millionen.

Die ersten Hinweise auf eine großräumige Abweichung von der gleichmäßigen Expansion des Universums tauchten bereits 1973 auf. Aber die systematische Entdeckung gelang erst 1986/87 einer Gruppe von sieben Astronomen, die sich selbst die „Seven Samurai" nannten: David Burstein, Roger Davies, Alan Dressler, Sandra Faber, Donald Lynden-Bell, Roberto Terlevich und Gary Wegner.

Die Gruppe nutzte Entfernungsmessungen von rund 400 elliptischen Galaxien, die sie über die sogenannte D_n-Sigma-Relation ermittelt hatten. In Kombination mit Rotverschiebungsdaten erstellten sie Karten der Pekuliargeschwindigkeiten und stellten fest, dass sich die Galaxien systematisch in eine bestimmte Richtung bewegen. Es musste dort eine enorme, bisher unbekannte Massenansammlung geben.

Alan Dressler, einer der Mitentdecker, gab der Anomalie den Namen. Vorher kursierte sie als „Very Massive Object" oder „New Supergalactic Center" in der Fachliteratur. Dressler hielt einen einprägsameren Namen für angemessen. 1994 veröffentlichte er das populärwissenschaftliche Buch „Voyage to the Great Attractor", das die Entdeckungsgeschichte für ein breiteres Publikum zugänglich machte.

Ein zentrales Problem bei der Erforschung des Great Attractor ist seine Position am Himmel. Er liegt hinter der galaktischen Ebene unserer Milchstraße, in einem Bereich, den Astronomen die „Zone of Avoidance" nennen. Gas, Staub und die dichte Ansammlung von Vordergrundsternen blockieren dort bis zu 25 Prozent des Himmels für optische Teleskope.

Stellen Sie sich vor, Sie stehen in einer hell erleuchteten Stadt und versuchen, durch den Dunst einen Berg am Horizont zu erkennen. Genau das ist die Situation für irdische Astronomen: Die Milchstraße selbst leuchtet so hell und streut so viel Licht, dass der Blick auf die dahinterliegenden Galaxien versperrt bleibt.

Erst der Einsatz von Teleskopen in anderen Wellenlängenbereichen brachte Durchbrüche. Infrarotbeobachtungen können durch den Staub hindurchschauen. Radioteleskope empfangen Signale, die von der galaktischen Ebene nicht absorbiert werden. Röntgenteleskope wie Chandra enthüllten die heißen Gaswolken in den dahinterliegenden Galaxienhaufen. Durch diese Techniken konnten Astronomen seit den 1990er Jahren Tausende zuvor verborgene Galaxien in der Zone of Avoidance kartieren, was die bekannten Strukturen in der Nähe des Attraktors um rund 50 Prozent erweiterte.

Im Zentrum des Great Attractor sitzt der Norma-Galaxienhaufen, auch bekannt unter seiner Katalognummer Abell 3627. Er ist der nächstgelegene massenreiche Galaxienhaufen zur Milchstraße und liegt etwa 220 Millionen Lichtjahre entfernt.

Der Norma-Haufen enthält Hunderte von Galaxien, die sich in einem relativ engen Bereich zusammendrängen. Seine Position mitten in der Zone of Avoidance erschwert die Beobachtung erheblich: Erst 1996 konnte ein internationales Forscherteam den Haufen als wahrscheinliches Gravitationszentrum des Great Attractor identifizieren.

Die Galaxie ESO 137-002, eine der größten im Norma-Haufen, ist auf Hubble-Aufnahmen als Spiralgalaxie zu erkennen, die wir fast genau von der Seite sehen. Röntgenbeobachtungen zeigen einen langen Schweif aus heißem Gas, der aus der Galaxie gerissen wird, während sie durch das Intracluster-Medium des Haufens rast. Solche Ram-Pressure-Stripping-Phänomene gehören zu den spektakulärsten Prozessen in dichten Galaxienhaufen.

Das Problem: Die sichtbare Masse des Norma-Haufens reicht bei weitem nicht aus, um die beobachtete Anziehung zu erklären. Es muss noch mehr dahinterstecken.

2014 veröffentlichten R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman und Daniel Pomarède eine Studie in der Fachzeitschrift Nature, die unser Verständnis der kosmischen Nachbarschaft grundlegend veränderte. Sie definierten den Laniakea-Superhaufen: eine Struktur von rund 500 Millionen Lichtjahren Durchmesser, die etwa 100.000 Galaxien umfasst und deren gravitatives Zentrum der Great Attractor ist.

Der Name „Laniakea" stammt aus dem Hawaiischen und bedeutet „unermesslicher Himmel". Die Forscher nutzten den Cosmicflows-2-Katalog, der Pekuliargeschwindigkeiten von über 8.000 Galaxien enthält. Durch Analyse der Strömungsmuster konnten sie zeigen, dass alle Galaxien innerhalb von Laniakea gravitativ zum Great Attractor hin fließen. An der Grenze des Superhaufens kehrt sich die Strömung um: Dort beginnt der Einflussbereich anderer Gravitationszentren.

Die Milchstraße liegt am Rand von Laniakea, eingebettet in die Lokale Gruppe, die wiederum Teil des Virgo-Superhaufens ist. Wir sind kosmisch gesehen ein kleines Dorf am Stadtrand einer riesigen Metropolregion, die vom Great Attractor zusammengehalten wird.

Hinter dem Great Attractor, in einer Entfernung von rund 650 Millionen Lichtjahren, liegt eine noch massereichere Struktur: der Shapley-Superhaufen. Er ist die größte bekannte Massenansammlung im lokalen Universum und etwa viermal schwerer als der Great Attractor. Sein Kernbereich allein hat eine geschätzte Masse von 1,3 × 10¹⁶ Sonnenmassen.

Die Entdeckung verändert das Bild: Der Great Attractor ist nicht das Ende der kosmischen Nahrungskette. Er selbst bewegt sich in Richtung des Shapley-Superhaufens. Die gesamte großräumige Bewegung der Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft, der sogenannte „Bulk Flow", zeigt letztlich auf den Shapley-Superhaufen als den dominierenden Attraktor.

Einige Forschergruppen haben in den Daten zusätzlich einen „Dark Flow" identifiziert, eine noch weiter reichende, kohärente Bewegung von Galaxienhaufen über Distanzen von mehr als einer Milliarde Lichtjahren. Falls diese Beobachtung standhält, könnte sie auf Strukturen oder physikalische Prozesse jenseits des beobachtbaren Universums hinweisen. Die Idee bleibt kontrovers, da andere Analysen den Dark Flow nicht bestätigen konnten.

Die sichtbare Materie in der Region des Great Attractor, also Galaxien, heißes Gas und Sterne, erklärt nur einen Bruchteil der gravitativen Anziehung. Der Rest wird dunkler Materie zugeschrieben: einer Materieform, die nicht leuchtet, nicht absorbiert und sich nur durch Gravitation bemerkbar macht.

Das kosmische Netz aus Filamenten und Knoten, das die Galaxien des Universums verbindet, besteht zum größten Teil aus dunkler Materie. Der Great Attractor sitzt an einem besonders dichten Knoten dieses Netzes. Die Filamente, die zu ihm führen, kanalisieren Galaxien und Materie wie Flüsse, die in einen See münden.

Die Frage, wie viel Masse tatsächlich im Great Attractor konzentriert ist, hängt eng mit unserem Verständnis von dunkler Energie zusammen. Dunkle Energie treibt die beschleunigte Expansion des Universums an und wirkt der Gravitation entgegen. Auf den Skalen, auf denen der Great Attractor operiert, dominiert noch die Gravitation. Aber auf kosmologischen Zeitskalen wird die Expansion gewinnen: Der Great Attractor wird die Galaxien nicht für immer halten können.

Eine unsichtbare kosmische Kraft, die alles anzieht, verborgen hinter einem galaktischen Vorhang: Der Great Attractor liefert Science-Fiction-Autoren eine Vorlage, die kaum erfunden werden müsste. Und tatsächlich taucht er in mehreren Werken auf.

In Stephen Baxters Xeelee Sequence wird der Great Attractor durch eine gigantische kosmische Saite (cosmic string) erklärt, die zu einer Schleife geformt wurde und ein Portal zu anderen Universen öffnet. Baxter nutzt reale kosmologische Konzepte als Fundament für seine Hard-SF-Erzählungen, und der Great Attractor fügt sich nahtlos in dieses Konzept ein.

Alan Dean Foster verwendete den Great Attractor in seinem Roman „Flinx's Folly" aus der Pip-und-Flinx-Reihe. Dort wird er als Überrest eines Experiments einer uralten Zivilisation beschrieben, die versuchte, eine Gravitationsquelle von ausreichender Stärke zu erschaffen, um ganze Galaxien zu bewegen.

Auch Terry Pratchett griff das Konzept auf: In der Scheibenwelt-Reihe ist Azrael, der Tod der Universen, als „the Great Attractor" bekannt. In einem BBC-Doctor-Who-Roman entpuppt sich der Great Attractor als Standort eines wahnsinnig gewordenen Supercomputers, der einen tausendjährigen Krieg auslöste.

Abseits konkreter Nennungen durchzieht das Motiv des Great Attractor die gesamte kosmische Science-Fiction: Geschichten über intergalaktische Reisen, über verborgene Strukturen im Universum, über Kräfte, die größer sind als alles, was die Menschheit begreifen kann. Bücher wie Revelation Space von Alastair Reynolds, Diaspora von Greg Egan oder House of Suns operieren in genau diesem Spannungsfeld zwischen dem Bekannten und dem kosmisch Unbegreiflichen.