Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gewaltige, lange zurückliegende Galaxienverschmelzungen

26.04.2018

ALMA und APEX entdecken riesige Ansammlungen sich bildender Galaxien im frühen Universum

Die ALMA- und APEX-Teleskope haben tief in den Weltraum geschaut - zurück in die Zeit, als das Universum nur ein Zehntel seines heutigen Alters hatte - und so die Anfänge gigantischer kosmischer Massenansammlungen miterlebt: die bevorstehenden Kollisionen junger Starburstgalaxien.


Diese künstlerische Darstellung zeigt eine Gruppe von interagierenden und verschmelzenden Galaxien im frühen Universum. Solche Galaxienverschmelzungen wurden mithilfe der ALMA- und APEX-Teleskope entdeckt und repräsentieren die Entstehung von Galaxienhaufen, den massereichsten Objekten im modernen Universum. Astronomen dachten bislang, dass diese Ereignisse etwa drei Milliarden Jahre nach dem Urknall stattfanden, so dass sie überrascht waren, als die neuen Beobachtungen zeigten, dass sie auch auftraten, als das Universum nur halb so alt war!

Herkunftsnachweis: ESO/M. Kornmesser

Astronomen dachten bislang, dass diese Ereignisse etwa drei Milliarden Jahre nach dem Urknall stattfanden und waren daher überrascht, dass die neuen Beobachtungen sie bereits zu einer Zeit zeigen, als das Universum nur halb so alt war! Man geht davon aus, dass diese uralten Galaxiensysteme die massereichsten Strukturen im bekannten Universum bilden: Galaxienhaufen.

Mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) und dem Atacama Pathfinder Experiment (APEX) haben zwei internationalen Wissenschaftlerteams unter der Leitung von Tim Miller von der Dalhousie University in Kanada und der Yale University in den USA sowie Iván Oteo von der University of Edinburgh in Großbritannien erstaunlich dichte Konzentrationen von Galaxien aufgefunden, die dabei sind, sich zu vereinigen und die Kerne dessen zu bilden, was später große Galaxienhaufen sein werden.

Das Miller-Team schaute durch 90% der Strecke des beobachtbaren Universums und untersuchte einen Proto-Galaxienhaufen namens SPT2349-56. Das Licht von diesem Objekt begann zu uns zu reisen, als das Universum nur etwa ein Zehntel seines heutigen Alters hatte.

Die einzelnen Galaxien in dieser dichten kosmischen Massenansammlung sind Starburst-Galaxien und die Konzentration starker Sternentstehung in einer so kompakten Region macht dies zur bei weitem aktivsten Region, die jemals im jungen Universum beobachtet wurde. Tausende von Sternen werden dort jedes Jahr geboren, zum Vergleich: In unserer eigenen Milchstraße ist es durchschnittlich nur ein einziger.

Das Oteo-Team hatte bereits eine ähnlich große Galaxienverschmelzung aus zehn staubigen sternbildenden Galaxien entdeckt, die wegen ihrer tiefroten Farbe als "staubiger roter Kern" bezeichnet wird, indem es aus Beobachtungen von ALMA und APEX kombinierte.

Iván Oteo erklärt, warum sie mit diesen Objekten nicht gerechnet haben: "Die Lebensdauer von staubiger Sternentstehung wird relativ kurz eingeschätzt, weil das Gas dabei außerordentlich schnell verbraucht wird. Zu jeder Zeit, in jeder Ecke des Universums, sind solche Galaxien in der Regel in der Minderheit. Es ist also sehr rätselhaft, zahlreiche staubreiche Sternentstehungsgebiete gleichzeitig zu finden, und das müssen wir noch verstehen."

Diese sich bildenden Galaxienhaufen wurden zunächst mit dem South Pole Telescope und dem Weltraumobservatorium Herschel als schwache Lichtflecken entdeckt. Nachfolgende ALMA- und APEX-Beobachtungen zeigten dann, dass sie eine ungewöhnliche Struktur haben und haben bestätigt, dass ihr Licht viel früher als erwartet entstand - nur 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall.

Die neuen hochauflösenden ALMA-Beobachtungen ergaben schließlich, dass die beiden schwachen Lichtquellen keine Einzelobjekte sind, sondern sich aus vierzehn bzw. zehn einzelnen massereichen Galaxien zusammensetzen, die jeweils in einem Umkreis liegen, der mit der Entfernung zwischen der Milchstraße und den benachbarten Magellanschen Wolken vergleichbar ist.

"Diese Entdeckungen von ALMA sind nur die Spitze des Eisbergs. Zusätzliche Beobachtungen mit dem APEX-Teleskop zeigen, dass die tatsächliche Anzahl der sternbildenden Galaxien wahrscheinlich sogar dreimal höher ist. Laufende Beobachtungen mit dem MUSE-Instrument am VLT der ESO identifizieren auch weitere Galaxien", kommentiert ESO-Astronom Carlos De Breuck.

Aktuelle theoretische und computergestützte Modelle haben ergeben, dass so massereiche Proto-Galaxienhaufen eigentlich viel länger gebraucht haben sollten, um sich zu entwickeln. Mithilfe der ALMA-Daten mit ihrer überlegenen Auflösung und Empfindlichkeit als Input für anspruchsvolle Computersimulationen sind die Wissenschaftler in der Lage, die Haufenbildung weniger als 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall zu untersuchen.

"Wie diese Ansammlung von Galaxien so schnell so groß wurde, ist erstmal ein Rätsel. Sie hat sich offenbar nicht allmählich über Milliarden von Jahren angesammelt, so wie die Astronomen es erwarten haben. Diese Entdeckung bietet eine großartige Gelegenheit zu untersuchen, wie massereiche Galaxien zusammengekommen sind, um riesige Galaxienhaufen zu bilden", erläutert Tim Miller, Doktorand an der Yale University und Hauptautor einer der beiden Fachartikel.

Weitere Informationen

Die hier präsentierten Forschungsergebnisse werden in zwei Artikeln vorgestellt: "The Formation of a Massive Galaxy Cluster Core at z = 4.3" von T. Miller et al. wird in der Fachzeitschrift Nature erscheinen, "An Extreme Proto-cluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe", von I. Oteo et al. ist bereits im Astrophysical Journal erschienen.

Das Team um Miller besteht aus: T. B. Miller (Dalhousie University, Halifax, Kanada; Yale University, New Haven, Connecticut, USA), S. C. Chapman (Dalhousie University, Halifax, Kanada; Institute of Astronomy, Cambridge, Großbritannien), M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), M. L. N. Ashby (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), C. C. Hayward (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA; Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA), J. D. Vieira (University of Illinois, Urbana, USA), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn), A. Babul (University of Victoria, Kanada) , M. Béthermin (Aix-Marseille Université, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Frankreich), C. M. Bradford (California Institute of Technology, Pasadena, USA; Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA), M. Brodwin (University of Missouri, Kansas City, USA), J. E. Carlstrom (University of Chicago, Illinois USA), Chian-Chou Chen (ESO, Garching), D. J. M. Cunningham (Dalhousie University, Halifax, Kanada; Saint Mary’s University, Halifax, Nova Scotia, Kanada), C. De Breuck (ESO, Garching), A. H. Gonzalez (University of Florida, Gainesville, Florida, USA), T. R. Greve (University College London, Gower Street, London, Großbritannien), Y. Hezaveh (Stanford University, Kalifornien, USA), K. Lacaille (Dalhousie University, Halifax, Kanada; McMaster University, Hamilton, Kanada), K. C. Litke (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, USA), J. Ma (University of Florida, Gainesville, USA), M. Malkan (University of California, Los Angeles, USA) , D. P. Marrone (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, USA), W. Morningstar (Stanford University, Kalifornien, USA), E. J. Murphy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), D. Narayanan (University of Florida, Gainesville, USA), E. Pass (Dalhousie University, Halifax, Kanada), University of Waterloo, Kanada), R. Perry (Dalhousie University, Halifax, Kanada), K. A. Phadke (University of Illinois, Urbana, USA), K. M. Rotermund (Dalhousie University, Halifax, Kanada), J. Simpson (University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill; Durham University, Großbritannien), J. S. Spilker (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, USA), J. Sreevani (University of Illinois, Urbana, USA), A. A. Stark (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), M. L. Strandet (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn) und A. L. Strom (Observatories of The Carnegie Institution for Science, Pasadena, Kalifornien, USA).

Das Team um Oteo besteht aus: I. Oteo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory,Großbritannien; ESO, Garching), R. J. Ivison (ESO, Garching; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Großbritannien), L. Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Großbritannien; Cardiff University, Großbritannien), A. Manilla-Robles (ESO, Garching; University of Canterbury, Christchurch, New Zealand), S. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Großbritannien; Cardiff University, Großbritannien), A. J. R. Lewis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Großbritannien), G. de Zotti (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), M. Bremer (University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, Großbritannien), D. L. Clements (Imperial College, London, Großbritannien), A. Cooray (University of California, Irvine, USA), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofíısica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spanien; Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, La Laguna, Tenerife, Spanien), S. Eales (Cardiff University, Großbritannien), J. Greenslade (Imperial College, London, Großbritannien), A. Omont (CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Frankreich; UPMC Univ. Paris 06, Frankreich), I. Perez–Fournón (University of California, Irvine, USA; Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Spanien), D. Riechers (Cornell University, Space Sciences Building, Ithaca, New York, USA), D. Scott (University of British Columbia, Vancouver, Kanada), P. van der Werf (Leiden Observatory, Universeit Leiden, Niederlande), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn) und Z-Y. Zhang (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Großbritannien; ESO, Garching).

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Die Organisation hat 15 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Hinzu kommen das Gastland Chile und Australien als strategischer Partner. 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 außerdem einer der Hauptpartner bei zwei Projekten auf Chajnantor, APEX und 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.

Links

Kontaktinformationen

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

Axel Weiss
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 273
E-Mail: aweiss@mpifr-bonn.mpg.de

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6613
E-Mail: cdebreuc@eso.org

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 eso1812.

Dr. Carolin Liefke, Haus der Astronomie | ESO-Media-Newsletter
Weitere Informationen:
https://www.eso.org/public/germany/news/eso1812/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik
20.07.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT
18.07.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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