Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Riesenknall im All: Deutsch-Holländisches Astronomen-Team entdeckt gigantische Kollision von Galaxienhaufen

24.09.2010
Anhand von Radioteleskop-Daten entdeckte jetzt ein Forscherteam der Jacobs University, der Universität Leiden und der Thüringer Landessternwarte eine gigantische Kollision zwischen zwei Galaxienhaufen.

Die durch die Kollision erzeugte Stoßwelle ist rund hundertmal so lang wie unsere Milchstraße. In dieser Stoßwelle werden Teilchen auf eine Energie beschleunigt, die millionenfach höher ist, als im LHC-Teilchenbeschleuniger des Forschungszentrum CERN. Die Messung der Radiostrahlung, die in der Stoßwelle erzeugt wird, beweist erstmals eine 30 Jahre alte theoretische Vorhersage derartiger Prozesse. Die Vorabpublikation für „Science“ ist ab kommender Woche unter www.scienceexpress.org zu finden.


Lichtbogen als Indiz für die gigantische Kollision von zwei Galaxienhaufen im All: Radioteleskopdaten zeigen die von dem mehrere Millionen Grad heißen Gas des Galaxienhaufens CIZAJ2242.8 5301 gebildete Röntgenstrahlung (blau) und die von der Kollisionsstoßwelle erzeugte Radioemission (rot).

In neuen Beobachtungen mit Radiotelekopen in den Niederlanden, den USA und Indien haben die Astronomen eine riesige, bogenförmige Radioquelle in einem relativ unbekannten Galaxienhaufen mit dem Namen „CIZAJ2242.8 5301“ gefunden. „Als wir die bogenförmige Struktur sahen, war uns sofort klar, dass wir auf etwas Besonderes gestoßen waren“, sagt Marcus Brüggen, Professor für Astrophysik an der Bremer Jacobs University. Die Bilder zeigen, dass sich der Bogen über eine riesige Distanz von sechs Millionen Lichtjahren erstreckt. „Der Bogen der ist so hell, dass er eigentlich schon früher hätte entdeckt werden müssen”, kommentiert Reinout van Weeren, Erstautor der Studie und Doktorand an der Universität Leiden, die spektakuläre Entdeckung. Ältere Himmelskartierungen hatten diese Strahlenquelle zwar schon erfasst, aber bis heute war sie niemandem aufgefallen.

Galaxienhaufen sind die größten Strukturen im Universum. Neben Galaxien beinhalten sie eine enorme Menge dünnen Gases, das heißer ist als der Kern der Sonne. Diese großen Haufen entstehen durch Kollisionen kleinerer Strukturen. Eine mehr als 30 Jahre alte Theorie besagt, dass Stoßwellen, die während dieser Kollisionen entstehen, Teilchen auf enorme Energie beschleunigen. Diese wiederum erzeugen Radiostrahlung. „Die Stoßwellen innerhalb von Galaxienhaufen sind mit dem Knall vergleichbar, den ein Flugzeug beim Durchfliegen der Schallmauer erzeugt“, erklärt Prof. Brüggen. „Nur erzeugt dieses Phänomen in dem Gas zwischen den Galaxien ein Leuchten im Radioband.“

Astronomen hatten bereits früher – wenn auch sehr unregelmäßige – Radioemissionen von Galaxienhaufen beobachtet, ohne jedoch eine genaue Erklärung für deren Entstehung zu haben. Simulationen dieses Phänomens an Supercomputern, die Brüggen und der ehemalige Jacobs University-Astronom Matthias Hoeft (heute bei der Thüringer Landessternwarte) auf der Basis von bestehenden Theorien durchführten, hatten die Eigenschaften solcher Radioemissionen vorhergesagt. „Es ist schon bemerkenswert, wie exakt der jetzt aufgespürte Lichtbogen unseren Voraussagen entspricht und somit eine absolut plausible Erklärung für die Entstehung der beobachteten Radiostrahlenemissionen liefert. Wir haben somit eine sehr gute neue Methode, die Entstehung von Galaxienhaufen zu untersuchen“, so Matthias Hoeft.

Die Entdeckung liefert auch eine mögliche Erklärung für den Ursprung hochenergetischer Strahlung aus dem All, die die Erde erreicht. „Bis heute war unklar, woher die der Hauptanteil der kosmischen Strahlung stammt, die wir hier auf der Erde messen. Einige Teilchen verfügen über Energie, die millionenfach höher ist, als die, die der leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, der LHC am CERN, erzeugen kann. In unserer Galaxie gibt es sonst keine bekannte Quelle, die derart extreme Energie produzieren kann“, sagt Marcus Brüggen.

„Wir erwarten, in Zukunft hunderte von kollidierenden Clustern zu finden, die Radiowellen abstrahlen. Bisher sind allerdings nur einige wenige bekannt. Mit LOFAR, dem bald fertig gestellten größten und leistungsfähigsten Radioteleskop der Welt, können wir selbst schwache Strahlung von kleineren oder weiter entfernten Galaxienhaufen erfassen. Wir sind deshalb sehr gespannt auf die ersten LOFAR-Beobachtungen“, so der Jacobs-Astronom Marcus Brüggen, der das Konsortium für die deutsche Beteiligung an LOFAR koordiniert.

LOFAR (das Akronym steht für LOw Frequency ARay), das im Juni dieses Jahres offiziell in Betrieb genommen wurde, ist ein komplett elektronisches Teleskop “der nächsten Generation”. Im Gegensatz zu klassischen Systemen hat es keine beweglichen Parabolantennen, um den Himmel zu scannen, sondern besteht aus einem Netz fest am Boden installierter Antennenfelder, die zum Teil hunderte Kilometer voneinander entfernt sind. Dieses Antennen-Netzwerk erstreckt sich von seinem Zentrum in den Niederlanden aus über tausende von Kilometern durch Europa und speist die digitalisierten Signale jedes einzelnen Antennenfeldes in einen zentralen Supercomputer ein, der sie zu einem Bild zusammenfügt. Auf diese Weise erreicht LOFAR eine Auflösung, die der einer klassischen Parabolantenne von über 1000 Kilometern Durchmesser entspricht, und ist außerdem in der Lage, in mehrere Richtungen zu "blicken" und so mehrere Astronomen-Teams gleichzeitig mit Daten zu versorgen.

Fragen zu der Studie beantwortet:
Marcus Brüggen, Professor of Astrophysics
Tel. 0421 – 200 3251 | E-Mail: m.brueggen@jacobs-university.de

Dr. Kristin Beck | idw
Weitere Informationen:
http://www.jacobs-university.de

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: 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...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise