Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überschallknall im All

03.03.2006


Internationales Forscherteam beobachtet mit Spitzer-Weltraumteleskop eine der bisher größten intergalaktischen Schockwellen


Dieses Falschfarben-Komposit der Zentralregion des Stephans Quintett zeigt ein kompliziertes Geflecht aus Galaxien und intergalaktischem Medium. Das Muster entstand durch die Wechselwirkung der Galaxie NGC7318b (blaue Wolke rechts der Mitte) mit ihrer Umgebung: Das Milchstraßensystem rast mit einer Geschwindigkeit von 1000 Kilometern pro Sekunde in das intergalaktische Medium und erzeugt dadurch eine Schockwelle, die im Licht von Wasserstoffmolekülen grün leuchtet. Das Bild entstand durch die Überlagerung von Aufnahmen, die mit dem Observatorium auf dem Calar Alto in Spanien und dem Weltraumteleskop Spitzer gewonnen wurden. Bild: NASA/JPL-Caltech


Eine der häufigsten Arten von Schockwellen ist der Überschallschock, der von Düsenflugzeugen wie diesem Jet der US Navy bei einem sehr schnellen Flug übers Meer erzeugt wird. Wenn ein Überschallflugzeug die Schallmauer durchbricht, holt es seine eigenen Schallwellen ein. Diese werden zu einer kegelförmigen "Schockwelle" zusammengedrückt, die sich nach außen in Richtung Boden bewegt und dabei den bekannten Überschallknall erzeugt. Der Überschallschock ist für uns unsichtbar, aber bei hoher Luftfeuchtigkeit kommt es vor, dass Dampf zu Wassertropfen kondensiert und dabei eine sichtbare, kegelförmige Wolke am Heck des Düsenflugzeugs bildet. Bild: US Navy



Astronomen haben in einer Galaxiengruppen eine gigantische Schockwelle aufgespürt, die größer ist als die Milchstraße. Mit dem NASA-Infrarotteleskop Spitzer untersuchte das internationale Team - zu ihm gehören Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kernphysik und des California Institute of Technology in Pasadena (USA) - die Galaxiengruppe "Stephans Quintett". Diese Gruppe von fünf Galaxien ist Schauplatz einer gewaltigen kosmischen Kollision. Die Entdeckung der Schockwelle liefert den Forschern neue Einblicke in die Anfänge des Universums, als Verschmelzungen und Zusammenstöße von Galaxien an der Tagesordnung waren (Astrophysical Journal, in Druck).

... mehr zu:
»Galaxie »Galaxiengruppe


Seit Jahrzehnten beobachten Wissenschaftler die 300 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxiengruppe namens "Stephans Quintett" mit optischen Teleskopen. Die ungewöhnliche Gestalt der Galaxien ließ sie vermuten, dass die Sternsysteme dort früher oft zusammengestoßen sind - und noch heute miteinander kollidieren. Vor kurzem haben Astronomen im Radio- und Röntgenbereich riesige Gasmengen zwischen den Galaxien entdeckt; diese Wolken bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, besitzen hundert Milliarden Sonnenmassen und enthalten mehr Gas als die Galaxien selbst.

Jetzt hat das Team aus deutschen, amerikanischen, australischen und chinesischen Forschern das Weltraumteleskop Spitzer auf die Galaxiengruppe gerichtet und mit dem sehr empfindlichen Infrarot-Spektrometer des Instruments die Galaxie NGC 7318b unter die Lupe genommen. NGC 7318b bewegt sich sehr schnell auf die anderen Galaxien zu und erzeugt auf ihrem Weg durch das intergalaktische Gas eine gigantische Schockwelle - größer als unsere Milchstraße mit ihren 100.000 Lichtjahren Durchmesser.

Die Schockwelle verriet sich durch eine starke Infrarotstrahlung. Sie stammt von Wasserstoffmolekülen, die bei der Kollision von Materie zum Leuchten angeregt werden. "Die Stärke der Strahlung und die Tatsache, dass das Gas derart durcheinander gewirbelt wird, war für uns eine große Überraschung", sagt Gruppenleiter Philip Appleton vom California Institute of Technology in Pasadena. "Wir erwarteten die spektrale Zusammensetzung von Staubkörnchen. Stattdessen sahen wir nichts außer einem Spektrum von Wasserstoffmolekülen, wie es im Labor zu sehen ist. So etwas haben wir in einem Galaxiensystem noch nie zuvor beobachtet."

Mit dem Spektrometer identifizierten die Wissenschaftler in Stephans Quintett eine ungewöhnlich "verschmierte" Linie - die breiteste, die für heißen Wasserstoff jemals gefunden wurde. Aus ihr ließ sich eine Geschwindigkeit von 870 Kilometern pro Sekunde hin - das Gas bewegt sich also hundertmal schneller als der Schall in Luft (330 Meter pro Sekunde). "Anscheinend entstehen Wasserstoffmoleküle entweder in der Schockwelle oder hinter ihr, ähnlich Wassertropfen, die sich hinter einem Flugzeug bilden, das die Schallmauer durchbricht. Nur passiert das hier in kosmischen Dimensionen und bei einer Geschwindigkeit von Mach 100 oder mehr", sagt Richard Tuffs von der Astrophysik-Abteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg.

Die Beobachtungen geben Einblick in die Vergangenheit des Alls. Damals kollidierten und verschmolzen die Galaxien noch viel häufiger als in der Gegenwart. "So bietet uns eine benachbarte Galaxiengruppe, die von einer dichten Gaswolke verhüllt ist, ein Modell des Universums, wie es vor zehn Milliarden Jahren ausgesehen hat", sagt Cristina Popescu, die andere Autorin aus dem Heidelberger Max-Planck-Institut. Zu dieser Zeit waren bereits die ersten Galaxien entstanden, ihre Dichte und die des Weltraums waren allerdings viel höher als heute. "In dieser Hinsicht gleichen unsere Beobachtungen einer Reise mit der Zeitmaschine", so Popescu.

Die neuen Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass die helle Infrarotstrahlung weit entfernter Galaxien nicht nur von den Sternen ausgeht, sondern auch von gewaltigen Schockwellen im Gas kollidierender Galaxien erzeugt wird. Übrigens wird unsere Milchstraße in zwei Milliarden Jahren voraussichtlich mit dem Andromeda-Nebel zusammenstoßen und dabei selbst eine kosmische Schockwelle erzeugen.

Das Spitzer Weltraumteleskop wird vom NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) gemanagt. Die wissenschaftliche Datenauswertung erfolgt am Spitzer Science Center des California Institute of Technology (CalTech) in Pasadena, USA.

An diesen Beobachtungen waren beteiligt:

California Institute of Technology, Pasadena, USA:
Philip N. Appleton, Kevin C. Xu, William Reach and N. Lu

Max Planck Institut für Kernphysik, Heidelberg, Germany:
Richard J. Tuffs and Cristina C. Popescu

Australian National University:
Michael Dopita

University of Alabama, USA:
J.W. Sulentic

University of Massachusetts, USA:
M.S. Yun

Purple Mountain Observatory, China:
Y. Gao

Originalveröffentlichung:

P.N. Appleton, K.C. Xu , W. Reach , M.A. Dopita , Y. Gao , N. Lu , C.C. Popescu, J.W. Sulentic, R.J. Tuffs, and M.S. Yun
Powerful High-Velocity Dispersion Molecular Hydrogen Associated with an Intergalactic Shock Wave in Stephan’s Quintet
The Astrophysical Journal, 639:L51-L54, 10 March 2006

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

Weitere Berichte zu: Galaxie Galaxiengruppe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie