Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kosmische Choreografie

04.03.2005


Radioastronomen messen erstmals den Tanz einer benachbarten Galaxie und bestimmen präzise deren Entfernung


Galaxie M33 im Sternbild Dreieck. Die Positionen, in denen Wassermaser-Aktivität nachgewiesen wurde, sind markiert. Bild: Travis Rector (NRAO/AUI/NSF und NOAO/AURA/NSF), David Thilker (NRAO/AUI/NSF), und Robert Braun (ASTRON)


Dreidimensionale Abbildung der Galaxien in der Lokalen Gruppe sowie der gemessene Geschwindigkeitsvektor von M33. Der Geschwindigkeitsvektor der Andromedagalaxie (M31) zeigt nur die bekannte Bewegung auf die Milchstraße an. Bild: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF



Mit einer Armada von Radioteleskopen haben sich Astronomen einen 80 Jahre lang gehegten Traum erfüllt und erstmals die Bewegung einer benachbarten Galaxie am Himmel direkt nachgewiesen. Die Wissenschaftler hoffen, mit diesen Messungen das zukünftige Schicksal unseres eigenen Sternsystems, der Milchstraße, vorherzusagen. Die Forscher bestimmten außerdem die Entfernung der Galaxie M33 sehr präzise zu 2,4 Millionen Lichtjahren. Geleitet hat das Team Andreas Brunthaler, während er am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie Mitglied der "International Max Planck Research School for Radio and Infrared Astronomy" war (Science, 4. März).

... mehr zu:
»Astronom »Galaxie »M33 »Universum


Galaxien bestehen aus Milliarden von Sternen sowie Staub- und Gaswolken und formen oftmals große Ansammlungen. Unsere Milchstraße gehört zu einem kleineren Galaxienhaufen, der Lokalen Gruppe. Unter dem Einfluss der Gravitation umkreisen sich die Mitglieder dieser Galaxienfamilie und führen dabei einen galaktischen Tanz auf, der mehrere Milliarden Jahre dauert. Wegen der riesigen Abstände zwischen den Galaxien erscheinen deren Bewegungen sehr langsam, gleichsam wie in extremer Zeitlupe. Daher sind ferne Milchstraßensysteme für den Beobachter am Himmel üblicherweise statische Objekte.

In den 1920er-Jahren hatte der niederländische Astronom Adriaan van Maanen jedoch verkündet, die Drehungen und Bewegungen von so genannten Spiralnebeln - wie Galaxien zu der Zeit genannt wurden - gemessen zu haben. Der amerikanische Forscher Edwin Hubble konnte jedoch kurz darauf diese Behauptung im Rahmen einer berühmten Debatte über die Größe des Universums widerlegen. Er zeigte, dass die "Spiralnebel" eigenständige Galaxien sind - und viel zu weit von uns entfernt, um deren Dynamik mit den damals verfügbaren astronomischen Instrumenten aufzuspüren.

Genau das ist jetzt einem internationalen Team mit präzisen Radiobeobachtungen gelungen. Die Forscher haben die Bewegung von Wasserdampfwolken in der nahe gelegenen Galaxie M33 über einen Zeitraum von drei Jahren verfolgt. Der Wasserdampf verhält sich wie ein natürlicher Laser, der aber Radiowellen aussendet. Das Ergebnis der Messungen: Die Galaxie "tanzt" 100-mal langsamer als von van Maanen behauptet. "Mehr als 80 Jahre später ist damit der Traum des niederländischen Astronomen Realität geworden - allerdings anders, als er sich das vorgestellt hat", sagt Andreas Brunthaler. Er gehörte der Gruppe ebenso an wie Heino Falcke, der inzwischen als Professor für Astronomie in den Niederlanden lehrt, sowie Christian Henkel, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Weiter im Team waren Mark Reid und Lincoln Greenhill vom Harvard Center for Astrophysics (USA).

Die Messungen zeigen, dass die Wasserdampf-Regionen zusammen mit der Galaxie pro Jahr nur um etwa 30 Mikrobogensekunden am Himmel wandern. Die Messgenauigkeit betrug 5 Mikrobogensekunden jährlich. Zum Vergleich: Aus einer Distanz von 500 Kilometern ließe sich damit noch eine Verschiebung von 0,01 Millimeter pro Jahr entdecken. "Mit der von uns erreichten Präzision könnten wir von Bonn aus sehen, wenn sich in Berlin etwas um Haaresbreite bewegt", sagt Heino Falcke, der die Arbeit in Bonn betreute. Für ihre Beobachtung schalteten die Astronomen mit Hilfe der interkontinentalen Radiointerferometrie ("Very Long Baseline Interferometry", VLBI) tausende Kilometer voneinander entfernte Radioteleskope zu einem Riesenteleskop zusammen.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich M33 mit 190 Kilometer pro Sekunde um unsere Milchstraße und in Richtung unserer Schwestergalaxie, dem Andromedanebel, bewegt. Auch wenn M33 auf dieses System zurast, wird sie es knapp verfehlen. Die Forscher hoffen, dass sich mit diesen Resultaten sowohl die Entstehungsgeschichte der Milchstraße als auch deren zukünftige Entwicklung besser verstehen lassen. So wäre es nach derzeitigem Kenntnisstand durchaus möglich, dass die Milchstraße in einigen Milliarden Jahren mit der Andromedagalaxie kollidieren und verschmelzen wird.

Dank ihrer Beobachtungstechnik haben die Wissenschaftler aus den gemessenen Daten aber auch die Entfernung der Galaxie M33 auf rein geometrischem Weg direkt bestimmt und das Universum in unserer Nachbarschaft neu vermessen. Demnach ist M33 etwa 2,4 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Genaue Entfernungsbestimmungen stellen grundsätzlich ein großes Problem in der Astronomie dar. Weil nicht einfach ein Maßband durch das Weltall gelegt werden kann, müssen die Forscher komplizierte Methoden benutzen, die jedoch häufig mit unbekannten Fehlern behaftet sind. Daher ist es wichtig, direkte geometrische Entfernungen zu ermitteln. Diese Messungen dienen dazu, die extragalaktische Entfernungsskala neu zu eichen - und mit jedem weiteren Jahr des Experiments werden die Resultate genauer.

Exakte Entfernungen und Bewegungen werden in der Astronomie außerdem dazu genutzt, die Masse von Objekten abzuschätzen. Frühere Beobachtungen haben gezeigt, dass der größte Teil des Universums in einer mysteriösen dunklen Materie steckt. Die Astronomen erwarten, mit weiteren Beobachtungen von Galaxienbewegungen unsere Milchstraße und ihre Nachbargalaxien genau zu "wiegen". Das wird zeigen, wie viel dunkle Materie es im lokalen Universum gibt.

"Es ist immer besonders erfreulich, wenn ein Student schon im frühen Stadium seiner wissenschaftlichen Karriere derart fundamentale Forschungsergebnisse erzielt. Nicht zuletzt tragen solche Erfolge auch zum Ansehen und zur Attraktivität der Ausbildung in unserer Research School bei", sagt Anton Zensus, Geschäftsführender Direktor am Bonner Max-Planck-Institut und Sprecher der International Max Planck Research School for Radio and Infrared Astronomy, über Brunthalers Erfolg.

Dr. Christian Henkel | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpifr-bonn.mpg.de

Weitere Berichte zu: Astronom Galaxie M33 Universum

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten