Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

94 KAPITEL 1. GEOMETRIE
in naivster Vorstellung über das Anwachsen von Dichteschwankungen liefern würde) noch pfannkuchenartig
(sog.. ’Blini’, wie Zeldovich als erster aufgrund theoretischer Überlegungen gefunden hat)
sondern fadenförmig.
Solche fadenförmigen Strukturen (Strings) können nur sehr schwer aufgrund gravischer Instabilitäten
erklärt werden, evtl. handelt es sich hier um die verstärkten Überbleibsel (Phasenübergänge als topologische
Defekte) des frühen Universums. Superhaufen sind bisher die größten, gravisch gebundenen
bzw. statistisch korrelierten Gebilde im Universum, die wir kennen. Ihre Mitglieder nehmen nicht an
der Expansion des Universums teil.
In der nebenstehenden Tabelle sind die bisher gefundenen Beispiele von Superhaufen aufgeführt. Superhaufen
werden meist nach den wichtigsten, d. h. den massivsten Mitgliedern bezeichnet: z. B. der
Coma-A1367 Superhaufen nach dem Coma Haufen und dem
Haufen Abell 1367 (A1367) in einer Entfernung von etwa 100
Mpc.
Sie haben gewaltige Ausmasse an der Himmelskugel. Das Band
des Pisces-Perseus Superhaufens z. B. reicht über fast ein Drittel
der Himmelskugel, was bei der Entfernung etwa einer Länge
von 60 Mpc (und einer Beite von 10 Mpc) ausmacht. In der Tabelle
ist D die Distanz (von der Milchstraße aus bis zum geo-
metrischen Zentrum des Superhaufens)In der letzten Spalte ist
Name D v3
Mpc km s −1
Pisces-Perseus 100 5.0
Coma-A1367 130 6.5
Hydra-Centaurus
Herkules
Tab. 1.40: Superhaufen
v3 die Fluchtgeschwindigkeit (mittlere Rotverschiebung der Haufen) in Einheiten von 10 3 km s −1 .
Neben den Superhaufen (als Ansammlung von Haufen von Galaxien) gibt es auch grosse Gebiete, wo
die Materie fehlt: Leerräume (engl. voids), die ebenfalls Abmessungen von einigen 100 Mpc erreichen
können. Ein bekanntes Beispiel ist in Richtung Boötes, die Rotverschiebungs-Lücke reicht hier von
v3 = 12 bis v3 = 18 km s −1 , was etwa einer Tiefe von 120 Mpc entspricht.
Supernovae, die leuchtkräftigsten Entfernungsindikatoren
Nach einem Paradigma, welches allerdings langsam an Gültigkeit verliert, ist ein astronomisches Objekt
erst dann vollständig determiniert, wenn es optisch (mit Spektrum) nachgewiesen ist. Also, im
wahrsten Sinne des Wortes, wenn man es gesehen hat. Jedenfalls ist dann die Position hinreichend
genau bestimmt.
Gammaburst Quellen, Quasare und Supernovae sind, in dieser Reihenfolge, die leuchtkräftigsten Objekte
im Universum und demnach auch bei grosser Rotverschiebung noch gut zu beobachten (nicht
unbedingt aber zu spektroskopieren). Gammaburst Quellen mit gemessener Rotverschiebung sind allerdings
noch zu selten, als daß etwas über ihre Eignung als Entfernungsindikatoren gesagt werden
könnte und Quasare sind bisher als Entfernungsindikatoren ungeeignet, da ihre Leuchtkräfte um mehr
als 2 dex für gegebenes z variieren.
Gleiches gilt zwar auch für die maximalen optischen Leuchtkräfte der Supernovae als ganzes, d. h. für
Typ I und II zusammen genommen. Es ist allerdings gelungen, eine rein empirische (nämlich spektroskopische)
Unterteilung der optischen Supernovae in zwei verschiedene Typen mit weiteren Unterklassen
vorzunehmen, die auch theoretisch verstehbar erscheint. Von diesen besitzt der Typ Ia die besten
Eigenschaften für eine Standardkerze, seine Progenitoren sind allerdings am wenigsten verstanden.
Statistisch läßt sich zunächst folgendes sagen: jede Sekunde explodiert im beobachtbaren Universum
(bis z = 5) eine Supernova, jeden Tag wird der Blitz einer Gammaburst Quelle entdeckt. Die Zahl der
beobachtbaren Quasare wird auf eine Million geschätzt (im Vergleich zu 10 11 Galaxien). Es handelt
sich also um sehr seltene Phänomene, die hier als Standardkerzen dienen sollen, evtl. liegen diesen
sogar extrem zeit- und ortsabhängige physikalische Prozesse zugrunde.
Moderne Werte für die absolute Helligkeit im Blauen, MB, sind für Supernovae der verschiedenen