Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die dunkle Seite von Sternhaufen: VLT entdeckt neue Art von Kugelsternhaufen

13.05.2015

Beobachtungen mit dem Very Large Telescope der ESO in Chile haben eine neue Klasse „dunkler“ Kugelsternhaufen um die riesige Galaxie Centaurus A zu Tage gebracht.

Diese mysteriösen Objekte sehen normalen Sternhaufen zwar ähnlich, enthalten aber deutlich mehr Masse und könnten entweder unerwartet große Mengen an dunkler Materie enthalten oder tragen massereiche Schwarze Löcher in sich – keines von beiden hätte man erwartet, geschweige denn verstanden.


This huge elliptical galaxy NGC 5128 (also known as Centaurus A) is the closest such galaxy to the Earth, at a distance of about 12 million light-years. Observations with ESO’s Very Large Telescope in Chile have discovered a new class of “dark” globular star clusters around this galaxy. These are marked in red. Normal globulars are marked in blue and globulars showing similar properties to dwarf galaxies are in green. The dark globulars appear very similar to other globulars around this galaxy but contain much more mass.

Credit: ESO/Digitized Sky Survey. Acknowledgement: Davide de Martin

Kugelsternhaufen sind riesige kugelförmige Ansammlungen von Tausenden von Sternen in Umlaufbahnen um den Großteil aller Galaxien. Sie zählen zu den ältesten bekannten Sternensystemen im Universum und haben beinahe die gesamte Zeitspanne der Entstehung und Entwicklung von Galaxien überlebt.

Matt Taylor, Doktorand an der Pontificia Universidad Catolica de Chile in Santiago und Empfänger eines ESO-Stipendiums, ist Erstautor einer neuen Studie dazu: „Kugelsternhaufen und die darin enthaltenen Sterne sind der Schlüssel zum Verständnis von Entstehung und Entwicklung von Galaxien. Über Jahrzehnte hinweg dachten Astronomen, dass all die Sterne in einem Kugelsternhaufen dasselbe Alter und dieselbe chemische Zusammensetzung haben – aber wir wissen jetzt, dass es auch merkwürdigere und kompliziertere Kreaturen unter ihnen gibt.“

Die elliptische Galaxie Centaurus A (die auch als NGC 5128 bezeichnet wird) ist die der Milchstraße am nächsten gelegene Riesengalaxie und steht unter Verdacht, nicht weniger als 2000 Kugelsternhaufen zu beherbergen. Viele dieser Kugelsternhaufen sind deutlich heller und massereicher als jene etwa 150, die die Milchstraße umkreisen.

Anhand einer Stichprobe von 125 Kugelsternhaufen um Centaurus A führten Matt Taylor und sein Team mit dem FLAMES-Spektrografen am Very Large Telescope der ESO am Paranal-Observatorium im Norden Chiles die bis dahin genauesten Untersuchungen dieser Objekte durch [1].

Anhand dieser Beobachtungsdaten konnten sie die Massen der Sternhaufen ableiten [2] und verglichen dieses Ergebnis mit der Helligkeit, mit der jeder einzelne der Haufen leuchtet.

Für einen Großteil der Sternhaufen konnten sie keinen überraschenden Zusammenhang feststellen. Wie erwartet hatten die helleren auch eine größere Masse – wenn ein Haufen mehr Sterne enthält, hat er eine größere Gesamthelligkeit und somit auch eine größere Gesamtmasse. Bei einigen dieser Kugelsternhaufen zeigte sich allerdings ein seltsames Phänomen: Sie waren um ein Vielfaches massereicher als sie es entsprechend ihrer Helligkeit hätten sein dürfen. Noch mysteriöser scheint die Tatsache, dass je massereicher diese ungewöhnlichen Haufen waren, desto größer war der Anteil an Materie, der nicht sichtbar war. Irgendetwas in diesen Sternhaufen ist also unsichtbar, verborgen und massereich. Aber was?

Es gibt verschiedene Lösungsansätze dazu: Vielleicht enthalten die dunklen Sternhaufen Schwarze Löcher oder andere dunkle stellare Überreste in ihren Kernen? Das könnte zwar einen Teil der versteckten Masse erklären, allerdings könne das kein vollständiger Erklärungsansatz sein, erkannte das Team. Wie sieht es also mit dunkler Materie aus?

Koautor Thomas Puzia ergänzt: „Unsere Entdeckungen von Sternhaufen, die verglichen mit ihrer darin enthaltenen Anzahl an Sternen eine unerwartet hohe Masse haben, deuten darauf hin, dass es verschiedene Arten von Sternhaufen gibt, die sich in ihrer Entstehungsgeschichte unterscheiden. Auf den ersten Blick erscheinen manche Sternhaufen wie 08/15-Haufen, aber im wahrsten Sinne des Wortes könnte mehr in ihnen stecken.“

Diese Objekte bleiben weiterhin ein Rätsel. Das Team beschäftigt sich in einer weiteren Studie mit der Untersuchung von Kugelsternhaufen in anderen Galaxien und es deutet einiges darauf hin, dass solche dunklen Haufen auch anderswo vorhanden sind.

Matt Taylor fasst die Situation wie folgt zusammen: Wir sind über eine neue und mysteriöse Art von Sternhaufen gestolpert! Das zeigt, dass wir immer noch viel über sämtliche Aspekte der Entstehung von Kugelsternhaufen zu lernen haben.“

Endnoten

[1] Bis heute haben Astronomen Sternhaufen nur in der Lokalen Gruppe so detailliert untersucht. Die vergleichsweise geringe Entfernung macht dort direkte Messungen ihrer Massen möglich. Indem man das VLT und FLAMES an seine Grenzen brachte, konnte die Masse von Kugelsternhaufen bei NGC 5128 – einer isolierten, massereichen elliptischen Galaxie etwas außerhalb der lokalen Gruppe ca. 12 Millionen Lichtjahre entfernt – in einer komplett anderen Umgebung abgeschätzt werden.

2] Die FLAMES-Beobachtungen liefern Informationen über die Bewegungen von Sternen innerhalb des Haufens. Diese Bahninformationen hängen von der Stärke des Gravitationsfeldes ab und können deshalb dazu genutzt werden, die Masse des Haufens abzuleiten – Astronomen nennen solche Schätzungen dynamische Massen. Die Lichtsammelleistung eines 8,2-Meter-Teleskops beim VLT-Hauptteleskop und die Fähigkeit von FLAMES mehr als 100 Haufen gleichzeitig beobachten zu können, war der Schlüssel dazu, die für die Untersuchung notwendigen Daten sammeln zu können.

Weitere Informationen

Die hier präsentierten Forschungsergebnisse von M. Taylor et al. erscheinen unter dem Titel "Observational evidence for a dark side to NGC 5128’s globular cluster system" in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.

Die beteiligten Wissenschaftler sind Matthew A. Taylor (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago; ESO, Santiago de Chile), Thomas H. Puzia (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Matias Gomez (Universidad Andres Bello, Santiago de Chile) und Kristin A. Woodley (University of California, Santa Cruz, USA).

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.

Kontaktinformationen

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

Matthew A. Taylor
Pontificia Universidad Catolica de Chile
Santiago, Chile
Tel: +56-9-91912386
E-Mail: mataylor5128@gmail.com

Thomas H. Puzia
Pontificia Universidad Catolica de Chile
Santiago, Chile
Tel: +56-9-89010007
E-Mail: tpuzia@gmail.com

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

Connect with ESO on social media

Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1519.

Dr. Carolin Liefke | ESO-Media-Newsletter
Weitere Informationen:
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1519/?nolang

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Internationales Forscherteam entdeckt kohärenten Lichtverstärkungsprozess in Laser-angeregtem Glas
25.09.2017 | Universität Kassel

nachricht Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!
22.09.2017 | Bergische Universität Wuppertal

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: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops