Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Galaxienhaufen verrät sich durch unsichtbares Licht

10.05.2010
Ein internationales Astronomenteam aus Deutschland und Japan hat einen Galaxienhaufen aus den Anfängen des Universums entdeckt: die gemessene Entfernung von 9,6 Milliarden Lichtjahren ist die größte, bei der je ein Galaxienhaufen gefunden wurde.

Die Beobachtungen im Infrarot- und Röntgenlicht zeigten, dass der Haufen hauptsächlich aus alten, massereichen Galaxien besteht, die sich in den frühen Phasen des Universums gebildet haben. Zusammen mit ähnlichen Beobachtungen erhalten die Astronomen so nicht nur Informationen über die frühe Galaxienentwicklung, sondern auch über die Anfänge des Universums insgesamt.

Galaxienhaufen sind die größten Bausteine des Universums. Unsere Galaxie, die Milchstraße, ist Teil des Virgo-Haufens, der aus 1000-2000 Galaxien besteht. Durch die Beobachtung von weit entfernten Galaxien und Haufen können die Astronomen außerdem die Zeit zurückdrehen, da das Licht, wenn es die Erde erreicht, bereits Millionen oder Milliarden Jahre unterwegs war und wir deshalb eine Situation sehen, die weit in der Vergangenheit liegt.

Ein internationales Team aus Astronomen vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, der Universität Tokio und der Universität Kyoto haben nun einen Galaxienhaufen entdeckt, der weiter entfernt ist als die bisher bekannten. Mithilfe von Beobachtungen des Subaru/XMM-Newton-Deep-Feldes im Röntgenbereich konnten sie die Einzelgalaxien als Haufenmitglieder identifizieren und Infrarot-Beobachtungen mit dem Subaru-Teleskop führten zur Entfernungsmessung. Eine Besonderheit bestand darin, dass die Astronomen Infrarot-Wellenlängen verwendeten, die für das bloße Auge unsichtbar sind. Dies ist nötig, da sich weit entfernte Galaxien aufgrund der Ausdehnung des Universums schnell bewegen und ihr Licht dadurch vom sichtbaren zum infraroten Wellenlängenbereich verschoben wird. Das MOIRCS-Instrument (Multi-Object Infrared Camera and Spectrometer) am Subaru-Teleskop arbeitet im Nah-Infrarotbereich, wo diese Galaxien am leuchtstärksten sind.

„Das MOIRCS-Instrument hat eine extrem hohe Leistungsfähigkeit, wenn es darum geht, Abstände von Galaxien zu bestimmen; nur dadurch waren unsere schwierigen Beobachtungen möglich“, sagt Masayuki Tanaka von der Universität Tokio. „Obwohl wir bei dieser Distanz nur einige Galaxien nachweisen konnten, gibt es überzeugende Hinweise, dass es sich wirklich um einen gravitativ gebundenen Haufen handelt.“

Dass die einzelnen Galaxien wirklich durch die Schwerkraft zusammengehalten werden, wird durch Beobachtungen in einem ganz anderen Wellenlängenbereich gestützt: Die Materie zwischen den Galaxien in Haufen wird auf extreme Temperaturen aufgeheizt und emittiert Licht bei Wellenlängen, die viel zu kurz sind um sie mit bloßem Auge sehen zu können. Das Team nutzte deshalb das XMM-Newton-Weltraumobservatorium um diese Strahlung im Röntgenbereich nachzuweisen.

„Obwohl es schwierig war, die Röntgenphotonen mit einer effektiven Spiegelgröße zu sammeln, die nur etwa der eines Gartenteleskops entspricht, konnten wir klar die Handschrift des heißen Gases im Haufen nachweisen“, sagt Alexis Finoguenov vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.

Die Kombination der Beobachtungen in diesen beiden (für das Auge) unsichtbaren Wellenlängenbereichen führte so zu der Bahnbrechenden Entdeckung des Galaxienhaufens in einer Entfernung von 9,6 Milliarden Lichtjahren – etwa 400 Millionen Lichtjahre weiter entfernt und damit weiter in die Vergangenheit zurück als der vorherige Rekordhalter.

Eine Analyse der Beobachtungsdaten der einzelnen Galaxien zeigt, dass der Haufen bereits eine Fülle an alten, massereichen Galaxien enthält, die etwa zwei Milliarden Jahre früher entstanden sind. Da sich die dynamischen Prozesse der Galaxien-Alterung langsam vollziehen, bedeutet die Anwesenheit dieser Galaxien, dass der Haufen durch die Verschmelzung von massereichen Galaxiengruppen entstanden ist, wobei jede Verschmelzung zu einer massereichen Galaxie führte.

Während diese Galaxien rötlich scheinen, sind jungen, helle, blaue Galaxien – was auf eine aktive Sternentstehung hindeutet – relativ selten. Der Haufen ist deshalb ein ideales Labor, um die Entwicklung von Galaxien zu untersuchen, als da Universum gerade einmal ein Drittel seines jetzigen Alters hatte.

Da entfernte Galaxienhaufen außerdem die großräumigen Strukturen im Universum und ursprüngliche Dichtefluktuationen widerspiegeln, werden diese und ähnliche Beobachtungen in Zukunft wichtige Informationen für die Kosmologen liefern. Die bisherigen Ergebnisse zeigen bereits, dass die derzeitigen Infrarotgeräte detaillierte Informationen über weit entfernte Galaxien liefern können, und das die Kombination mit Röntgendaten ganz neue Möglichkeiten eröffnet. Das Team wir die Suche nach weit entfernten Galaxienhaufen deshalb fortsetzen.

Originalveröffentlichung:
ApJL im Druck, Vorabversion auf astro-ph:
http://arxiv.org/abs/1004.3606
Kontakt
Dr. Hannelore Hämmerle (Pressesprecherin)
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching
Tel.: +49 89 30000-3980
E-Mail: hannelore.haemmerle@mpe.mpg.de
Dr. Alexis Finoguenov
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching
Tel.: +49 89 30000-3644
E-Mail: alexis@mpe.mpg.de

Dr. Hannelore Hämmerle | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpe.mpg.de
http://www.mpe.mpg.de/Highlights/PR20100510/text-d.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert

09.12.2016 | Physik Astronomie