Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ALMA sieht "kosmisches Loch"

20.03.2017

Mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) konnten Astronomen nun zum ersten Mal erfolgreich ein Radio-"Loch" um einen 4,8 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufen nachweisen. Das Bild hat die höchste Auflösung, mit der jemals ein solches Loch abgebildet werden konnte, das durch den Sunyaev-Zel'dovich-Effekt (SZ-Effekt) verursacht wird. Mit dem Bild stellt ALMA eindrucksvoll seine Fähigkeit unter Beweis, die Verteilung und Temperatur des Gases um Galaxienhaufen mit Hilfe des SZ-Effektes zu untersuchen.

Ein Forscherteam unter der Leitung von Tetsu Kitayama, an der Toho Universität in Japan, und Eiichiro Komatsu, am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Deutschland, untersuchten mit ALMA das heiße Gas in einem Galaxienhaufen. Das heiße Gas ist eine wichtige Komponente, um die Eigenschaften und die Entwicklung der Galaxienhaufen zu verstehen.


Das Bild zeigt die Messung des SZ-Effekts im Galaxienhaufen RX J1347.5-1145 mit ALMA (blau). Das Hintergrundbild wurde vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen. Die ALMA-Beobachtungen zeigen ein "Loch", das durch den SZ-Effekt verursacht wird.

Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope

Auch wenn das heiße Gas selbst keine Radiowellen ausstrahlt, die mit ALMA nachgewiesen werden könnten, so streut es stattdessen die Radiowellen des kosmischen Mikrowellenhintergrundes und erzeugt ein "Loch" rund um den Galaxienhaufen. Dies wird als Sunyaev-Zel'dovich-Effekt bezeichnet (siehe auch Hinweis unten).

Das Team beobachtete den Galaxienhaufen RX J1347.5-1145, der 4,8 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Dieser Galaxienhaufen ist bei Astronomen für seinen stark ausgeprägten SZ-Effekt bekannt und wurde schon oft mit Radioteleskopen beobachtet.

Diese Beobachtungen zeigten eine ungleichmäßige Verteilung des heißen Gases in diesem Haufen, die in Röntgenbeobachtungen nicht beobachtet werden konnte. Die Astronomen brauchten daher eine höhere Auflösung. Mit hochauflösenden Radiointerferometern konnte diese aber nur schwer erreicht werden, da das heiße Gas im Galaxienhaufen relativ gleichmäßig und über eine große Fläche verteilt ist.

ALMA nutzte das Atacama Compact Array, um diese Schwierigkeit zu überwinden. Diese Installation bietet mit ihren kleinen Antennen und der dicht gepackten Antennenkonfiguration ein breiteres Gesichtsfeld. Mit den Daten des Morita-Array können die Astronomen Radiowellen von Objekten präzise messen, die sich über einen großen Winkel am Himmel erstrecken.

Mit ALMA erhielt das Team so ein Bild des SZ-Effektes von RX J1347.5-1145 mit einer doppelt so hohen Auflösung und zehnmal besserer Empfindlichkeit als bisherige Beobachtungen. Dies ist das erste Bild des SZ-Effekts mit ALMA.

"Die neue ALMA-Beobachtung bestätigt nicht nur die bisherigen Beobachtungen, sondern liefert uns auch ein Bild mit der höchsten Auflösung und der höchsten Empfindlichkeit. Damit wird eine neue Ära der Wissenschaft mit dem SZ-Effekt eingeläutet", sagt Eiichiro Komatsu. "Aufgrund der Diskrepanz zwischen den Radio- und den Röntgenbeobachtungen gehen wir inzwischen davon aus, dass dieser Galaxienhaufen gerade eine gewaltige Verschmelzung erlebt, und wir denken, dass einer der Gasklumpen unglaublich heiß ist."

Hinweis:

Der kosmische Mikrowellenhintergrund (CMB) ist die Reststrahlung des Urknalls und seine Radiowellen erreichen uns aus allen Richtungen. Wenn die CMB-Strahlung das heiße Gas in einem Galaxienhaufen durchdringt, interagieren die Radiowellen mit energiereichen Elektronen im heißen Gas und gewinnen an Energie. Dadurch wird die Strahlung von Radiowellen zu einer höheren Energie hin verschoben. Von der Erde aus beobachtet, ist die Intensität des CMB im ursprünglichen Energiebereich rund um den Galaxienhaufen geringer. Dies wird als "Sunyaev-Zel'dovich-Effekt" bezeichnet, benannt nach Rashid Sunyaev (derzeit Direktor am Max-Planck-Institut für Astrophysik) und Yakov Zel'dovich, die diesen Effekt als Erste im Jahr 1970 vorhersagten.

Originalveröffentlichung

“The Sunyaev-Zel'dovich effect at 5″: RX J1347.5-1145 imaged by ALMA”

Kitayama et al.

Publications of the Astronomical Society of Japan, October 2016.

Publ Astron Soc Jpn Nihon Tenmon Gakkai 2016; 68 (5): 88. doi: 10.1093/pasj/psw082

https://academic.oup.com/pasj/article/68/5/88/2223567/The-Sunyaev-Zel-dovich-effect-at-5-RX-J1347-5-1145

Die Mitglieder des Forscherteams sind:

Tetsu Kitayama (Toho University), Shutaro Ueda (Japan Aerospace Exploration Agency), Shigehisa Takakuwa (Kagoshima University / Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics), Takahiro Tsutsumi (U. S. National Radio Astronomy Observatory), Eiichiro Komatsu (Max-Planck Institute for Astrophysics / Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo), Takuya Akahori (Kagoshima University), Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI), Takuma Izumi (The University of Tokyo), Ryohei Kawabe (National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI / The University of Tokyo), Kotaro Kohno (The University of Tokyo), Hiroshi Matsuo (National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI), Naomi Ota (Nara Women’s University), Yasushi Suto (The University of Tokyo), Motokazu Takizawa (Yamagata University), Kohji Yoshikawa (University of Tsukuba)

Kontakt:

Prof. Dr. Eiichiro Komatsu
Max-Planck-Institut für Astrophysik
Geschäftsführender Direktor
Tel: +49 89 30000 - 2208
Email: ekomatsu@mpa-garching.mpg.de
 
Dr. Hannelore Hämmerle
Max-Planck-Institut für Astrophysik
Pressesprecherin
Tel: +49 89 30000 - 3980
Email: pr@mpa-garching.mpg.de

Dr. Hannelore Hämmerle | Max-Planck-Institut für Astrophysik
Weitere Informationen:
http://www.mpa-garching.mpg.de/420567/news20170317

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Harmonien in der Optoelektronik
21.07.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen
20.07.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten