Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

«Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

14.11.2017

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für ältere Galaxien? Das Hubble-Teleskop ermöglicht es den Astronomen seit rund einem Jahrzehnt, sechs oder sieben Milliarden Lichtjahre entfernte Sternensysteme zu beobachten.


Ohne eine sehr hohe Auflösung (linkes Bild) werden die zwei Sternenhaufen als eine Einheit wahrgenommen.

(Bild: UZH)


Die kosmische Schlange, beobachtet vom Astronomischen Institut der Universität Genf.

(Bild: Université de Genève)

Hubble gibt Hinweise darauf, dass dort Galaxien aus Gasnebeln und Sternhaufen mit einem Durchmesser von über 3000 Lichtjahren existieren. Diese riesigen Stern- und Gasansammlungen – rund tausendmal grösser als die in der Geschichte des Universums relativ junge Milchstrasse­ – scheinen bei älteren Galaxien die Norm zu sein.

Gravitationslinse erkennt Details ferner Galaxien

Die genaue Untersuchung dieser Phänomene ist auf so langen Distanzen nur schwer möglich. Ein Team des Observatoriums der Universität Genf und des Zentrums für Theoretische Astrophysik und Kosmologie der Universität Zürich nutzen nun einen speziellen Effekt des Universums, der eigenen Gesetzmässigkeiten folgt:

Das Teleskop wird auf ein sehr massives Objekt gerichtet, dessen Gravitationsfeld das Licht einer dahinter liegenden, weit entfernten Galaxie beeinflusst. Durch diese sogenannte Gravitationslinse betrachtet, verändert sich die Ausbreitungsrichtung des Lichtes des dahinterliegenden Objektes. Dadurch wird das Bild vergrössert und mehrfach vervielfältigt.

So konnten die Forschenden verzerrte, in die Länge gezogene, sich fast berührende Bilder wahrnehmen, die wie eine kosmische Schlange aussehen. «Die durch die Linse vergrösserte Abbildung ist viel genauer und heller. Wir können hundertmal kleinere Details in der Galaxie erkennen und fünf unterschiedliche Auflösungen vergleichen, um Struktur und Grösse dieser gigantischen Sternhaufen zu bestimmen», sagt Daniel Schaerer, Professor am Observatorium der Universität Genf.

Beobachtungen bestätigen Simulationen der UZH

Die internationale Forschergruppe entdeckte, dass die Sternenhaufen nicht ganz so gross und massiv sind, wie die ersten Bilder von Hubble vermuten liessen. Damit stützten sie die bereits früher am Supercomputer gemachte Simulationen von Valentina Tamburello vom Institute of Computational Science der Universität Zürich. «Dank der unglaublich hohen Auflösung der kosmischen Schlange konnten wir unsere Berechnungen mit den gemachten Beobachtungen vergleichen. Das war für uns ein besonderer Glücksfall», erklärt die Letztautorin der Studie.

Das Fazit: Entgegen der bisherigen Annahme setzt sich die untersuchte Galaxie nicht aus einem grossen, sondern aus mehreren kleinen Sternhaufen zusammen. «Offenbar können sich gigantische Klumpen in solchen weit entfernten Galaxien nur unter ganz speziellen Bedingungen entwickeln, etwa bei kleineren Verschmelzungen oder unter Einfluss von Kaltgas», so Tamburello. Dass dies hier nicht der Fall ist, war vorher aufgrund der grossen Distanz gar nicht nachweisbar gewesen. In ihrer Doktorarbeit schloss Timburello bereits Ende 2016, dass die tatsächliche Masse und Grösse der Sternhaufen nur mit einer höheren Auflösung zu erfassen sei.

Lucio Mayer, Professor am Institute of Computational Science, unterstreicht: «Die Beobachtungen der Universität Genf haben somit die neuen Erkenntnisse aus den Simulationen bewiesen. Dies zeigt, dass numerische Simulationen astronomische Beobachtungen voraussagen und antizipieren können.»


Literatur:

Antonio Cava, Daniel Schaerer; Johan Richard, Pablo G. Perez-Gonzalez, Miroslava Dessauges-Zavadsky, Lucio Mayer and Valentina Tamburello. The nature of giant clumps in distant galaxies probed by anatomy of the Cosmic Snake. November 13, 2017, Nature Astronomy, DOI: 10.1038/s41550-017-0295-x

Kontakt:
Prof. Lucio Mayer
Institute for Computational Science
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 61 98
E-Mail: lmayer@physik.uzh.ch

Antonio Cava
Institut für Astronomie
Université de Genève
Tel. +41 22 379 24 02
E-Mail: antonio.cava@unige.ch

Weitere Informationen:

http://www.kommunikation.uzh.ch/static/videos/uzh/2017/movie_with_zoom_Valentina... Video

Beat Müller | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.uzh.ch/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Biophysik - Blitzlicht aus der Nanowelt
24.04.2018 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Moleküle brillant beleuchtet
23.04.2018 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

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: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von der Genexpression zur Mikrostruktur des Gehirns

24.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Bestrahlungserfolg bei Hirntumoren lässt sich mit kombinierter PET/MRT vorhersagen

24.04.2018 | Medizintechnik

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics