20 Mio. Lichtjahre voll Energie:
Kurioses Teilchenfeld bricht alle Rekorde

Ein Astronomenteam hat in einem Galaxienhaufen eine gigantische Struktur energiereicher Teilchen gefunden. Mit 20 Millionen Licht­jahren sprengt sie Rekorde und bestehende Modelle - denn eine Erklärung für diese enorme Ausdehnung fehlt bislang.

Gigantisch: Forscher entdecken Rekord-Teilchenfeld

Der Galaxienhaufen PLCK G287.0+32.9 liegt rund fünf Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und wurde bereits 2011 erstmals nachgewiesen. Frühere Beobachtungen offenbarten zwei helle, sogenannte Radiorelikte an seinen Rändern - Strukturen, die typischerweise bei Kollisionen von Galaxienhaufen entstehen und durch Stoßwellen erzeugt werden.

Neuere Aufnahmen mit dem südafrikanischen Radioteleskop MeerKAT zeigen nun ein weitaus umfassenderes Bild: Der gesamte Cluster ist in ein diffuses, aber ausgedehntes Radioglühen gehüllt. Das Signal erstreckt sich über nahezu das Zwanzigfache der Milchstraße - ein Befund, der selbst erfahrene Astrophysiker überrascht. Bisheriger Rekordhalter war Abell 2255 mit rund 16,3 Millionen Lichtjahren Durchmesser.


Im Zentrum des Clusters entdeckte das Team zudem ein Radiohalo mit einer Ausdehnung von rund 11,4 Millionen Lichtjahren - sichtbar bei einer Frequenz von 2,4 GHz, auf der solche Halos üblicherweise nicht detektiert werden. Das deutet auf eine fortlaufende Beschleunigung oder Wiederbeschleunigung der Elektronen hin, denn "ältere" Teilchen verlieren mit der Zeit an Energie und sind bei höheren Frequenzen nicht mehr sichtbar.

Das deutet darauf hin, dass etwas die Elektronen aktiv (neu) beschleunigt - aber keine der üblichen Erklärungen passt.

Eine abschließende Erklärung fehlt noch, aber das Forschungsteam vermutet, dass großräumige Stoßwellen und Turbulenzen im heißen Gas zwischen den Galaxien die Teilchen in Bewegung halten. Diese könnten durch Fusionen kleinerer Cluster oder durch Ausbrüche supermassereicher Schwarzer Löcher verursacht sein. Eine Rolle spielt dabei auch das komplexe Magnetfeld im Cluster - ein Bereich, der bislang zu den am wenigsten verstandenen Phänomenen der Astrophysik zählt. Kompositbild - Röntgen (Chandra), Radio (MeerKAT), optisches Licht (PanSTARRS) NASAs Chandra-Röntgenobservatorium bestätigte die extreme Dynamik des Clusters durch die Entdeckung zahlreicher Strukturen im heißen Gas: eine kastenartige Form, ein kometenartiger Schweif sowie weitere Störungen, die mit den Radioemissionen korrelieren. Damit liefern die Beobachtungen einen seltenen Einblick in die physikalischen Wechselwirkungen auf kosmischen Skalen. Die Ergebnisse wurden beim AAS-Treffen 2025, der Jahreskonferenz der American Astronomical Society, vorgestellt, die Studie ist auf arXiv verfügbar und zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal eingereicht.

Fakten zum Rekord-Teilchenfeld:

Rekord mit Strahlkraft

Die Entdeckung ist nicht nur ein neuer Größenrekord - sie markiert einen Wendepunkt in der Erforschung kosmischer Strukturen. Instrumente wie MeerKAT liefern inzwischen Daten von bislang unerreichter Tiefe und Auflösung. Gemeinsam mit Fortschritten in der Röntgen- und Infrarotastronomie ermöglichen sie es, das Universum großflächig und zugleich detailreich zu kartieren. Der Fund zeigt, dass bestehende Modelle zur Teilchenbeschleunigung und insbesondere die Rolle kosmischer Magnetfelder grundlegend überarbeitet werden müssen.
Im optischen Bereich wenig auffällig ... ... im Radio-Bereich energiegeladen "Wir sehen das Universum jetzt auf eine Weise, wie es uns zuvor verwehrt war", sagt Erstautor Dr. Kamlesh Rajpurohit. "Diese Entdeckung fordert uns heraus, viele unserer bisherigen Annahmen neu zu hinterfragen."


Siehe auch: