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VISTAs tiefer Blick in den Kosmos - Fundgrube neuer Infrarotdaten nun für Astronomen verfügbar

21.03.2012
Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte - Das VISTA-Teleskop der ESO hat die tiefste Großfeldaufnahme des Himmels geliefert, die je im Infrarotlicht aufgenommen wurde.

Das neue Bild eines auf den ersten Blick eher unscheinbaren Fleckchens am Himmel ist das Ergebnis der UltraVISTA-Himmelsdurchmusterung und zeigt mehr als 200.000 Galaxien. Es stellt nur einen winzigen Teil der großen Sammlung von vollständig aufgearbeiteten Aufnahmen aller VISTA-Durchmusterungen dar, welche die ESO jetzt für alle Astronomen weltweit freigegeben hat. UltraVISTA ist eine riesige Fundgrube für die Untersuchung ferner Galaxien im frühen Universum und für eine Vielzahl weiterer wissenschaftlicher Projekte.


Highlights aus VISTAs tiefem Infrarotblick in das COSMOS-Feld. Bild: ESO/UltraVISTA team. Acknowledgement: TERAPIX/CNRS/INSU/CASU

Für die UltraVISTA-Durchmusterung haben die beteiligten Astronomen das VISTA-Teleskop der ESO wiederholt auf dieselbe Himmelsregion gerichtet, um das äußerst schwache Licht der fernsten in diesem Himmelsabschnitt nachweisbaren Galaxien einzufangen. Rohmaterial für das jetzt veröffentlichte Bild sind mehr als sechstausend Einzelaufnahmen, angefertigt mit fünf verschiedenen Farbfiltern, deren Belichtungszeit sich zu 55 Stunden aufsummiert. Die UltraVISTA-Aufnahme ist damit das tiefste [1] Infrarotbild, das jemals von einer Himmelsregion dieser Größe angefertigt wurde.

Das VISTA-Teleskop am Paranal-Observatorium der ESO in Chile ist das weltweit größte Durchmusterungsteleskop und das derzeit leistungsfähigste Infrarot-Durchmusterungsteleskop überhaupt. Seit VISTA im Jahr 2009 den Betrieb aufgenommen hat, war der überwiegende Teil seiner Beobachtungszeit öffentlich zugänglichen Himmelsdurchmusterungen gewidmet, von denen einige größere Regionen des Südhimmels abdecken, während andere sich auf kleinere Bereiche konzentrieren. Die UltraVISTA-Durchmusterung deckt das so genannte COSMOS-Feld [2] ab. Diese auf den ersten Blick nahezu leere Himmelsregion enthält bei näherem Hinsehen Hunderttausende von Galaxien. Sie wurde mit Hilfe anderer Teleskope bereits ausgiebig untersucht, so etwa vom NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble [3]. UltraVISTA ist bei weitem die tiefste der sechs VISTA-Durchmusterungen und macht extrem lichtschwache Objekte sichtbar.

Bei den VISTA-Durchmusterungen gewonnene Daten – insgesamt mehr als 6 Terabyte an Bildern – werden derzeit in verschiedenen Rechenzentren aufgearbeitet (im Falle von UltraVISTA in Frankreich; im Falle der weiteren Daten in Großbritannien).

Die Ergebnisse werden im wissenschaftlichen Archiv der ESO eingestellt, wo sie allen Astronomen ohne Einschränkung frei zur Verfügung stehen.

Auf den ersten Blick ist das UltraVISTA-Bild nicht besonders spektakulär, denn es scheint nichts als ein paar helle und, weit verstreut, einige schwächere Sterne zu zeigen. Tatsächlich handelt es sich aber bei praktisch jedem der schwächeren Objekte nicht um Sterne aus unserer Milchstraße, sondern um ferne Galaxien, deren jede Milliarden und Abermilliarden Sterne enthält. Zoomt man weiter in das Bild hinein, sieht man mehr und mehr dieser fernen Sternensysteme; insgesamt zeigt die Aufnahme mehr als 200.000 Galaxien.

Durch die Expansion des Universums ist Licht, das uns von weit entfernten Objekten erreicht, zu größeren Wellenlängen hin verschoben. Das Licht der Sterne der fernsten beobachtbaren Galaxien etwa wurde auf seinem langen Weg zur Erde in den infraroten Teil des elektromagnetischen Spektrums verschoben. Aufgrund seiner hohen Infrarotempfindlichkeit und seines großen Gesichtsfeldes ist VISTA daher wie kaum ein anderes Teleskop dazu geeignet, Galaxien im frühen Universum aufzuspüren. Astronomen, die Galaxien bei immer größeren Rotverschiebungen beobachten, blicken dabei nicht nur immer weiter in den Raum hinaus, sondern auch in immer frühere Epochen kosmischer Entwicklung, und können so mitverfolgen, wie Galaxien entstanden sind und sich entwickelt haben.

Bei näherer Betrachtung enthüllt das Bild zwischen den vielen cremefarbenen Galaxien Zehntausende vorher unbekannter rötlicher Objekte. Dabei handelt es sich größtenteils um extrem weit entfernte Galaxien, bei denen wir

in eine Zeit zurückblicken, in der das Universum nur einen Bruchteil so alt war wie heute. Erste Auswertungen der UltraVISTA-Beobachtungen und Aufnahmen anderer Teleskope haben gezeigt, dass unter den Objekten viele Galaxien sind, die wir so sehen, wie sie waren, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Einige der Galaxien sind sogar noch älter.

Die UltraVISTA-Aufnahme ist das derzeit tiefste Infrarotbild mit derart großem Gesichtsfeld. Die Beobachtungen werden freilich noch fortgesetzt, und in einigen Jahren wird als Endergebnis eine Aufnahme vorliegen, die noch deutlich weiter in die Tiefen des Kosmos vordringt.

Himmelsdurchmusterungen liefern den Astronomen überaus nützliches Datenmaterial. Daher hat die ESO ein Programm aufgelegt [4], das den reichen Datenschatz von VISTA und seinem im sichtbaren Licht arbeitenden Partnerteleskop – dem VLT Survey Telescope (VST) – langfristig für alle Wissenschaftler zugänglich macht.

Endnoten

[1] Mit dem Adjektiv “tief” bezeichnen Astronomen Aufnahmen mit besonders langen Belichtungszeiten, auf denen sich dann entsprechend lichtschwache Objekte nachweisen lassen. Üblicherweise werden dafür viele kurz belichtete Einzelbilder gewonnen und im Anschluss digital miteinander kombiniert.

[2] UltraVISTA konzentriert sich auf das so genannte COSMOS-Feld im Sternbild Sextans (der Sextant). Diese Region des Himmels wurde bereits zuvor von einer Vielzahl von Teleskopen durchmustert, und eine ganze Reihe von Studien haben von dem gewonnenen Datenreichtum profitiert. UltraVISTA deckt 1,5 Quadratgrad am Himmel ab, entsprechend etwa der achtfachen Fläche des Vollmonds, und ist damit nur wenig kleiner als das gesamte COSMOS-Feld.

[3] Die neuen UltraVISTA-Beobachtungen sind besonders tiefe Infrarotaufnahmen des COSMOS-Feldes, welche die Beobachtungen anderer Teleskope – am Boden ebenso wie vom Weltraum aus – in anderen Wellenlängenbereichen hervorragend ergänzen.

[4] Daten von ESO-Teleskopen werden üblicherweise direkt in einem großen, digitalen Archiv abgelegt. In einer neuen Initiative namens Phase 3 werden nun allerdings auch fertig aufgearbeitete ESO-Daten verschiedener Astronomengruppen in Europa gesammelt und in direkt nutzbarer Form allgemein verfügbar gemacht. Die Aufarbeitung datenintensiver astronomischer Aufnahmen wie jener der Durchmusterungsteleskope ist eine Herausforderung, die zum einen große Rechenleistung und zum anderen den direkten Einsatz entsprechender Fachleute erfordert. Dass die ESO zusätzlich zu den Rohdaten die fertig aufgearbeiteten und vollständig dokumentierten Aufnahmen bereitstellt, erleichtert es der wissenschaftlichen Gemeinschaft, das Potenzial dieses Datenschatzes optimal zu nutzen.

Zusatzinformationen

Im Jahr 2012 feiert die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) das 50-jährige Jubiläum ihrer Gründung. Die ESO ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 15 Mitgliedsländer: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. 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 betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: 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 der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO ein Großteleskop der 40-Meter-Klasse für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird, das European Extremely Large Telescope (E-ELT).

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-Mitgliedsstaaten (und einigen weiteren Ländern) 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
James S. Dunlop
Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory
Edinburgh, UK
Tel: +44 131 668 8477
E-Mail: jsd@roe.ac.uk
Marijn Franx
Leiden Observatory
Leiden, Netherlands
Tel: +31 71 527 5870
E-Mail: franx@strw.leidenuniv.nl
Johan Fynbo
Dark Cosmology Centre, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Tel: +45 3532 5983
E-Mail: jfynbo@dark-cosmology.dk
Olivier Le Fèvre
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
Marseille, France
Tel: +33 4 91 05 59 85
E-Mail: Olivier.LeFevre@oamp.fr
Henry Joy McCracken
Institut d'astrophysique de Paris
Paris, France
E-Mail: hjmcc@iap.fr
Magda Arnaboldi
ESO
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Tel: +49 89 3200 6599
E-Mail: marnabol@eso.org
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
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Handy: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Carolin Liefke | ESO Science Outreach Network
Weitere Informationen:
http://www.eso.org
http://www.ultravista.org/

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