Galaxienhaufen

Galaxien sind gesellige Wesen, sie treten nur selten alleine auf. Da Galaxien aus enormen Massen aus Sternen, Gas, und Dunkler Materie bestehen, ziehen sie sich aufgrund ihrer Gravitationskräfte gegenseitig an und bilden Gruppen und Haufen.
Seit dem Urknall expandiert das Universum und alle Sterne, und Galaxienhaufen bewegen sich voneinander weg. Das Weltall dehnt sich ständig aus. Die Gravitation innerhalb der Galaxiengruppen und Haufen ist jedoch stark genug, um diese während des Auseinanderfliegens zusammenzuhalten.
Galaxiengruppen ziehen im laufe der Zeit weitere Galaxien an, wachsen und verschmelzen über lange Zeiträume zu großen Haufen mit tausenden Galaxien.
Sehr große Gruppen mit tausenden Galaxien werden als Galaxienhaufen bezeichnet. Der Virgohaufen im Sternbild Jungfrau besteht beispielsweise aus rund 2.000 Galaxien. Der ganze Galaxienhaufen erstreckt sich über eine scheinbare Größe von 8 Grad am Himmel und hat damit eine 16-mal größere Ausdehnung als der Vollmond!
Dunkle Materie ist eine unsichtbare Form von Materie im Weltall, die kein Licht aussendet oder reflektiert. Sie ist nicht direkt sichtbar, macht sich aber durch ihre Schwerkraft (Gravitation) bemerkbar. Ohne Dunkle Materie würden Galaxien auseinanderfliegen, da sie wie ein unsichtbarer "Klebstoff" wirkt und die Sterne zusammenhält.

• Bestandteile:
  Galaxienhaufen bestehen aus Galaxien (verschiedener Typen wie Spiral-, Elliptische oder Irreguläre Galaxien), heißem Gas (intracluster medium, das oft Röntgenstrahlung aussendet), und Dunkler Materie, die einen Großteil der Masse ausmacht und die Struktur stabilisiert.
• Größe und Masse:
  Sie erstrecken sich über Millionen von Lichtjahren und haben typischerweise eine Masse von etwa 10^{14} bis 10^{15} Sonnenmassen.
• Entstehung:
  Galaxienhaufen bilden sich durch die gravitative Anziehung kleinerer Gruppen von Galaxien und Materie über Milliarden Jahre hinweg. Sie sind Teil der großräumigen Struktur des Universums, die ein Netzwerk aus Filamenten, Wänden und Leerräumen (Voids) bildet.
• Beispiele:
  Bekannte Galaxienhaufen sind der Virgo-Haufen (ca. 54 Millionen Lichtjahre entfernt, enthält unsere Milchstraße) und der Coma-Haufen.
• Bedeutung:
  Sie sind wichtig für die Kosmologie, da sie Hinweise auf die Verteilung von Materie, die Expansion des Universums und die Rolle der Dunklen Materie und Dunklen Energie liefern.

Dunkle Materie (Klebstoff und zusammenhaltendes Skelett)
Galaxien umkreisen sich sehr schnell mit bis zu tausend Kilometer pro Sekunde. Damit sich die Galaxien in dieser Geschwindigkeit umkreisen können ist als "Motor"eine größere Masse erforderlich, als diese Galaxien selber aufweisen. Woher kommt dann diese "Motorkraft" bzw. Masse?
Es muss also etwas geben, was es den Galaxienhaufen erlaubt, sich in dieser Geschwindigkeit um sich herum kreisen zu lassen. Die Astrophysik bezeichnet diese Kraft/Masse als Dunkle Materie. Sie ist eine unsichtbare Form von Materie im Weltall, die kein Licht aussendet oder reflektiert. Sie ist nicht direkt sichtbar, macht sich aber durch ihre Schwerkraft (Gravitation) bemerkbar. Ohne Dunkle Materie würden Galaxien auseinanderfliegen. Die Dunkle Materie wirkt wie unsichtbarer "Klebstoff" und hält Galaxien und Sterne wie ein "Skelett" zusammen.

Dunkle Energie (Der treibende Beschleuniger)
Dunkle Energie ist die Bezeichnung für einen Effekt, mit dem man die beschleunigte Ausdehnung (Expansion) des Universums erklärt. Aufgrund der Massenanziehung müsste sich das Universum in seiner Ausdehnung verlangsamen, im Gegensatz zu dem, was beobachtet wird. Um die Beobachtungen zu erklären, muss die Dunkle Energie 70% der gesamten Energie und Materie des Universums ausmachen.