Klar, die Erde liegt in der Milchstraße. Ab heute geht es aber noch präziser. Unsere Heimatgalaxie gehört nämlich zum kosmischen Bezirk Laniakea. Dieser Super-Galaxienhaufen bekam seinen Namen von Brent Tully, Astrophysiker der University of Hawaii, der die Region im Weltall neu kartiert hat.

In der Sprache der polynesischen Ureinwohner Hawaiis bedeutet Laniakea "immenser Himmel". Eine passende Wahl: Der Super-Galaxienhaufen umfasst hunderttausend Galaxien in einer Region mit einem Durchmesser von 500 Millionen Lichtjahren. Den Forschern aus Frankreich und Israel ist es damit erstmals gelungen, die Grenzen dieser gewaltigen kosmischen Struktur aufzuspüren (Tully et al., 2014).

Lange Zeit ist unklar gewesen, welche Ausdehnung der Super-Galaxienhaufen besitzt, zu dem unsere Milchstraße gehört. Die Milchstraße – eine Spiralgalaxie aus rund 200 Milliarden Sternen – ist das zweitgrößte Sternensystem in der fünf bis acht Millionen Lichtjahre großen lokalen Gruppe aus etwa 60 Galaxien. Viele Galaxien bilden noch größere Ansammlungen, Galaxienhaufen aus einigen Hundert bis Tausend Galaxien. Galaxiengruppen und -haufen wiederum formen im Kosmos ein Netz aus Filamenten, deren Knotenpunkte die Super-Galaxienhaufen sind.

Wie aber diese Superhaufen voneinander abgrenzen? Darüber herrschte bislang unter den Astronomen keine Einigkeit. Tully und seine Kollegen haben nun eine neue Methode entwickelt, die zu klar definierten Grenzen für Superhaufen führt. Die Forscher untersuchen dabei nicht nur die Verteilung der Sternsysteme im Weltraum, sondern auch ihre Bewegung im All. Denn die gewaltige Masse eines Superhaufens sollte seine Galaxien anziehen, sie müssten sich also überwiegend in Richtung dieser Anziehung bewegen.

Ausreichend genaue Daten lagen für mehr als 8.000 Galaxien in einem Umkreis von 300 Millionen Lichtjahren vor. "Wir sind auf Regionen im All gestoßen, die eine Divergenz der Geschwindigkeiten zeigen", so Tully, "relativ eng benachbarte Galaxien bewegen sich dort in entgegengesetzte Richtungen." Der Astronom vergleicht die Erscheinung mit irdischen Wasserscheiden, die den Kamm eines Gebirges definieren. Im Weltall definieren die Geschwindigkeits-Scheiden die Grenze zwischen den gravitativen Einflussbereichen zweier Super-Galaxienhaufen. So konnten Tully und seine Kollegen über die Geschwindigkeiten der Galaxien die Außengrenzen unseres heimatlichen Superhaufens präzise festlegen.

Seitliche Bewegung bleibt verborgen

Die Schwierigkeit: Der gesamte Kosmos ist in permanenter Bewegung. Seit dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren dehnt sich das Universum aus, die Abstände zwischen den Galaxien nehmen ständig zu. Von der Erde aus gesehen wirkt dies wie eine Galaxienflucht: Alle Sternsysteme scheinen sich von uns weg zu bewegen, mit umso größerer Geschwindigkeit, je weiter sie von uns entfernt sind. "Diese kosmische Expansion mussten wir zunächst abziehen", so Tully. Das nächste Problem: Die Beobachtungen erfolgen von einem Sternsystem aus, das selbst durch die Schwerkraft des lokalen Superhaufens in Bewegung ist. Und schließlich: Die Astronomen können bei weit entfernten Galaxien nur die Bewegung auf uns zu oder von uns weg messen, eine seitliche Bewegung bleibt ihnen verborgen.

Gerade hierin liegt laut dem Astrophysiker Volker Müller die große Stärke von Tullys Arbeit: "Erstmals wurde bei der Analyse die Entstehung der Strukturen in die Methode der Bestimmung der Superhaufen eingeschlossen", erklärt er, der am Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam selbst die großräumige Struktur des Kosmos erforscht. Mathematiker würden von der Wiener-Rekonstruktion der Geschwindigkeitsfelder sprechen. "Dazu sind umfangreiche Simulationsrechnungen nötig."

Tully und seine Kollegen definieren einen Superhaufen also als großes Gebiet im Kosmos, in dem die Materie durch die Anziehungskraft zusammenströmt. Laniakea enthält insgesamt die Masse von 100 Millionen Milliarden Sonnen. Aber trotz dieser gewaltigen Menge an Materie droht der Superhaufen nicht zu kollabieren: "Die kosmische Expansion ist erheblich stärker als die Anziehungskraft des Haufens", sagt Tully.

Galaxien, Galaxienhaufen, Superhaufen – möglicherweise ist das noch nicht alles. "Unser gesamter Superhaufen scheint sich in Richtung einer weiteren Struktur zu bewegen, die noch größer und weit entfernt ist", sagt Tully. Bislang gebe es aber nicht genügend Daten, um Aussagen über die Größe und Zusammensetzung dieser hypothetischen Super-Struktur zu machen.