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Den langsamen Tod des Universums kartieren

11.08.2015

Erste Daten der GAMA-Durchmusterung auf der Generalversammlung der IAU veröffentlicht

Ein internationales Team aus Astronomen, darunter auch Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und von der Hamburger Sternwarte, hat mehr als 200.000 Galaxien untersucht und dabei die Energie, die in einem großen Teil des Weltalls erzeugt wird, genauer als jemals zuvor gemessen.


Galaxien-Aufnahmen aus der GAMA-Durchmusterung

Die Studie stellt die bisher umfangreichste Auswertung des Energieausstoßes des nahen Universums dar. Sie bestätigt, dass die Energiemenge, die heutzutage im untersuchten Teil des Universums abgegeben wird, nur die Hälfte des Wertes von vor zwei Milliarden Jahren beträgt. Außerdem fanden die Wissenschaftler heraus, dass dieses Phänomen gleichermaßen alle Wellenlängen vom Ultravioletten bis zum fernen Infrarot betrifft. Das Universum stirbt sozusagen langsam.

An den Beobachtungen waren viele der leistungsstärksten Teleskopen der Welt beteiligt, darunter die VISTA- und VST-Durchmusterungsteleskope am Paranal-Observatorium der ESO in Chile. Unterstützende Beobachtungen wurden mit insgesamt drei Weltraumteleskopen durchgeführt, zwei davon werden von der NASA betrieben (GALEX und WISE) und ein weiteres von der Europäischen Weltraumagentur ESA (Herschel) [1].

Die Studie ist Teil des Galaxy And Mass Assembly-Projekts (GAMA), der größten Durchmusterung über mehrere Wellenlängenbereiche, die je durchgeführt wurde.

“Wir haben so viele weltraum- und bodengebundene Teleskope wie möglich genutzt, um die Energieabgabe von über 200.000 Galaxien über einem möglichst breiten Wellenlängenbereich zu messen“, erklärt Simon Driver vom ICRAR an der University of Western Australia, der das GAMA-Team leitet.

Die Daten aus der Durchmusterung, die heute Astronomen aus der ganzen Welt zugänglich gemacht wurden, beinhalten Messungen des Energieausstoßes von jeder einzelnen Galaxie bei 21 verschiedenen Wellenlängen, vom Ultravioletten bis hin zum fernen Infraroten. Diese Datensätze werden zu einem besseren Verständnis darüber führen, wie verschiedene Arten von Galaxien entstehen und sich entwickeln.

Sämtliche Energie im Universum wurde im Urknall erzeugt, zu einem gewissen Anteil eingeschlossen in Masse. Sterne leuchten, indem sie Masse zurück in Energie umwandeln, wie es von Einsteins berühmter Formel E=mc2 beschrieben wird [2]. GAMA hat damit begonnen, sämtliche Energie, die innerhalb eines großen Bereichs des Weltraums heute und zu unterschiedlichen Zeiten in der Vergangenheit erzeugt wurde, aufzuzeichnen und zu modellieren.

“Während die meiste Energie, die im Universum vorhanden ist, in der Folgezeit des Urknalls entstanden ist, wird ständig zusätzliche Energie dadurch erzeugt, dass Sterne Elemente wie Wasserstoff oder Helium verschmelzen“, ergänzt Driver. „Diese neue Energie wird entweder auf ihrer Reise durch die Heimatgalaxie der Sterne von Staub absorbiert oder entweicht in den intergalaktischen Raum und ist solange unterwegs, bis sie auf etwas trifft, wie beispielsweise einen anderen Stern, einen Planeten, oder mitunter, wenn auch sehr selten, einen Teleskopspiegel.“

Die Tatsache dass das Universum langsam dahinschwindet, ist bereits seit der späten 1990er Jahren bekannt, jedoch zeigt dieneue Studie, dass dies vom Ultravioletten bis zum Infraroten gleichermaßen geschieht und stellt damit die umfassendste Untersuchung des Energiehaushalts im nahen Universum dar.

“Das Universum wird fortan zunehmend verfallen und langsam alt werden. Das Universum hat es sich im Prinzip schon auf dem Sofa gemütlich gemacht, eine Decke übergezogen und ist dabei für immer und ewig einzunicken“ folgert Driver.

Mithilfe eines Verbands neuer  Observatorien einschließlich dem größten Radioteleskop der Welt, dem Square Kilometre Array, das in Australien und Südafrika innerhalb des nächsten Jahrzehnts gebaut werden soll, hofft das GAMA-Team darauf, seinen Ansatz die Energieerzeugung zu kartieren auf die gesamte Geschichte des Universums ausweiten zu können.

Das Team wird seine Arbeit am Montag, den 10. August 2015, auf der XXIX. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union in Honolulu auf Hawaii präsentieren.

Endnoten

[1] Die Teleskope und Durchmusterungsdaten, die verwendet wurden, in aufsteigender Reihenfolge ihrer Wellenlängen: GALEX, SDSS, VST (KiDS-Durchmusterung), AAT, VISTA (VIKING-Durchmusterung)/UKIRT, WISE, Herschel (PACS/SPIRE).

[2] Ein großer Teil des Energieausstoßes des Universums stammt aus Kernfusion in Sternen, bei der Masse langsam in Energie umgewandelt wird. Eine andere Hauptquelle sind die sehr heißen Scheiben um Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien, wo in Quasaren und anderen aktiven Galaxienkernen Gravitationsenergie in elektromagnetische Strahlung umgewandelt wird. Deutlich langwelligere Strahlung stammt aus riesigen Staubwolken, die die Energie der Sterne in ihrem Inneren zurückstrahlen.

Weitere Informationen

Die hier präsentierten Forschungsergebnisse von S. Driver et al. erscheinen demnächst unter dem Titel ” Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Panchromatic Data Release (far-UV—far-IR) and the low-z energy budget” in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Außerdem werden sie Thema von Vorträgen und Presseveranstaltungen bei der Hauptversammlung der IAU am 10. August 2015 auf Hawaii sein.

Die beteiligten Wissenschaftler sind Simon P. Driver (ICRAR, The University of Western Australia, Crawley, Western Australia, Australien [ICRAR]; University of St Andrews, Großbritannien), Angus H. Wright (ICRAR), Stephen K. Andrews (ICRAR), Luke J. Davies (ICRAR) , Prajwal R. Kafle (ICRAR), Rebecca Lange (ICRAR), Amanda J. Moffett (ICRAR) , Elizabeth Mannering (ICRAR), Aaron S. G. Robotham (ICRAR), Kevin Vinsen (ICRAR), Mehmet Alpaslan (NASA Ames Research Centre, Mountain View, Kalifornien, USA), Ellen Andrae (Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg [MPIK]), Ivan K. Baldry (Liverpool John Moores University, Liverpool, Großbritannien), Amanda E. Bauer (Australian Astronomical Observatory, North Ryde, NSW, Australien [AAO]), Steve Bamford (University of Nottingham, Großbritannien), Joss Bland-Hawthorn (University of Sydney, NSW, Australien), Nathan Bourne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Großbritannien), Sarah Brough (AAO), Michael J. I. Brown (Monash University, Clayton, Victoria, Australien), Michelle E. Cluver (The University of Western Cape, Bellville, Südafrika), Scott Croom (University of Sydney, NSW, Australien), Matthew Colless (Australian National University, Canberra, ACT, Australien), Christopher J. Conselice (University of Nottingham), Elisabete da Cunha (Macquarie University, Sydney NSW, Australien), Roberto De Propris (Universität Turku, Piikkiö, Finnland), Michael Drinkwater (Queensland University of Technology, Brisbane, Australien), Loretta Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Grpßbritannien; Cardiff University, Cardiff, Großbritannien), Steve Eales (Cardiff University), Alastair Edge (Durham University, Großbritannien), Carlos Frenk (Durham University), Alister W. Graham (Macquarie University, Sydney NSW, Australien), Meiert Grootes (MPIK), Benne W. Holwerda (Sterrewacht Leiden , Universiteit Leiden, Niederlande), Andrew M. Hopkins (AAO) , Edo Ibar (Universidad de Valparaso, Chile), Eelco van Kampen (ESO, Garching), Lee S. Kelvin (Liverpool John Moores University, Liverpool, Großbritannien), Tom Jarrett (University of Cape Town, Rondebosch, Südafrika), D. Heath Jones (Macquarie University, Sydney, NSW, Australien), Maritza A. Lara-Lopez (Universidad Nacional Automana de México, Mexiko), Angel R. Lopez-Sanchez (AAO), Joe Liske (Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg, Hamburg), Jon Loveday (University of Sussex, Falmer, Brighton, Vereinigtes Königreich), Steve J. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Großbritannien; Cardiff University), Barry Madore (Observatories of the Carnegie Institution of Washington, Pasadena, Kalifornien, USA [OCIW]), Martin Meyer (ICRAR) , Peder Norberg (Durham University), Samantha J. Penny (University of Portsmouth, Großbitannien), Stephen Phillipps (University of Bristol, Großbritannien), Cristina Popescu (University of Central Lancashire, Preston), Richard J. Tuffs (MPIK), John A. Peacock (Royal Observatory, Edinburgh), Kevin A.Pimbblet (Monash University, Clayton, Victoria, Australien; University of Hull, Großbritannien), Kate Rowlands (University of St Andrews), Anne E. Sansom (University of Central Lancashire), Mark Seibert (OCIW), Matthew W.L. Smith (Queensland University of Technology, Brisbane, Queensland, Australien), Will J. Sutherland (Queen Mary University London, Großbritannien), Edward N. Taylor (The University of Melbourne, Parkville, Victoria, Australien), Elisabetta Valiante (Cardiff University), Lingyu Wang (Durham University; SRON Netherlands Institute for Space Research, Groningen, Niederlande), Stephen M. Wilkins (University of Sussex, Falmer, Brighton, Großbritannien) und Richard Williams (Liverpool John Moores University).

Der Galaxy and Mass Assembly Survey, kurz GAMA, ist eine Kollaboration von knapp 100 Wissenschaftlern von mehr als 30 Universitäten aus Australien, Europa und den Vereinigten Staaten.

ICRAR ist eine Arbeitsgemeinschaft der Curtin University und der University of Western Australia, die von der Landesregierung von Western Australia unterstützt und finanziert wird.

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

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Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Simon Driver
ICRAR – University of Western Australia
Tel: +61 400 713 514
Mobil: +1 808 304 2392
E-Mail: simon.driver@icrar.org

Andrew Hopkins
Australian Astronomical Observatory
North Ryde, NSW, Australia
Tel: +61 432 855 049
E-Mail: andrew.hopkins@aao.gov.au

Joe Liske
Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg
Hamburg, Germany
E-Mail: jochen.liske@uni-hamburg.de

Pete Wheeler
Media Contact. ICRAR – University of Western Australia
Australia
Tel: +61 423 982 018
E-Mail: pete.wheeler@icrar.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

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Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1533.

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