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HUBBLE
Wie Riesengalaxien entstehen
von Stefan Deiters
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8.September 2000

Um eine zwölf Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie mit dem Hubble-Weltraumteleskop zu beobachten, verpassten die Astronomen Hubble eine Art kosmisches Fernglas: Ein riesiger Galaxienhaufen vergrößerte den entfernten Lichtfleck, so dass die Wissenschaftler erstmals Details der Galaxie beobachten konnten, die als Vorläufer der heutigen elliptischen Riesengalaxien gilt. 

SMM J14011+0252
Der Galaxienhaufen Abel 1835 (rechts) vergrößerte das Bild der Galaxie SMM J14011+0252. Die Vergrößerungen zeigen die Galaxie allein. Überlagert sind im oberen Bild die Konturen der SCUBA-Beobachtungen. Foto: ESA und Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees)

Die Galaxie SMM J14011+0252 oder kurz J1/J2  gehört zu einer Klasse von Galaxien, die den Wissenschaftlern lange Zeit ein Rätsel war: Bei ihnen handelt es sich um sehr helle, aber durch eine Unmenge von Staub verdeckte Galaxien. Der Staub, so die gängige Theorie, stammt von sehr massereichen Sternen, die am Ende ihres nur kurzen Lebens große Mengen davon ins All abstoßen. Diese Galaxien wurden entdeckt mit Hilfe des Sub-millimetre Common User Bolometer Array (SCUBA) am James Clerk Maxwell Telescope auf Hawaii. Das Instrument beobachtet den Himmel seit drei Jahren im Sub-Millimeter-Bereich und hat in dieser Zeit Hunderte dieser Galaxien aufgespürt.

Dabei kann SCUBA die Sub-Millimeter-Strahlung messen, die der die Galaxien verhüllende Staub aussendet. Genau dieser Staub macht die Beobachtungen mit herkömmlichen Teleskopen nahezu unmöglich. Viele Astronomen glauben, dass die durch SCUBA entdeckten Galaxien, der Schlüssel zur Antwort auf die Frage sind, wann eigentlich die ersten Sterne im Universum geboren wurden. Dank SCUBA hat man nämlich - unterstützt durch andere Beobachtungen - auch feststellen können, dass dieser Galaxientyp im jungen Universum rund Tausend Mal häufiger waren als heute. Doch leider haben die SCUBA-Beobachtungen einen großen Nachteil: Sie haben nur eine sehr geringe Auflösung, was es extrem schwierig macht, den genauen Ort eines Objektes zu bestimmen. Wie ein mit SCUBA beobachtetes Objekt aussieht, ist schon gar nicht festzustellen. Im Foto oben links sind die Konturlinien der SCUBA-Beobachtung von J1/J2 dem Hubble-Bild überlagert.

So ist es nur verständlich, dass sich die Astronomen sehr dafür interessierten, was für Objekte sie da eigentlich beobachten und wie diese in Wirklichkeit aussehen. Und durch die Folgen von Einsteins Relativitätstheorie ist nun eine direkte Beobachtung der Galaxie J1/J2 mit dem Hubble-Weltraumteleskop möglich geworden: Die Astronomen nutzten den sogenannten Gravitationslinsen-Effekt bei dem eine ungeheuer große Masse - in diesem Fall ein ganzer Galaxienhaufen (Abell 1835, rechtes Bild) - als natürliches Fernrohr diente und die weit entfernte Galaxie vergrößerte. Hubble bekam durch diesen Effekt quasi ein zusätzliches Fernglas verpasst und konnte so erstmals Details von J1/J2 beobachten (rechtes Bild links oben und Vergrößerungen).

Durch diese Beobachtungen können die Astronomen nun erstmals Verbindungen zwischen diesen vom Staub verborgenen Galaxien in weiter Ferne und den jüngeren, weniger staubreichen Galaxien in unserer Nähe herstellen. "Wir glauben, dass J1/J2 den ersten detaillierten Blick auf die Entstehung einer elliptischen Riesengalaxie ermöglicht, wie wir sie etwa heute in Galaxienhaufen beobachten können", erläutert Astronom Jean-Paul Kneip von Observatoire Midi-Pyrenees in Toulouse. "Die verschiedenen Klumpen die wird unterscheiden können, sind die Bausteine für solche Galaxien, wenn sie später verschmelzen." Diese beiden deutlich unterscheidbaren Klumpen auf der Hubble-Aufnahme, die mit  SCUBA nicht sichtbar waren, sind etwa 50.000 Lichtjahre voneinander entfernt.

Diese Beobachtungen, da sind sich die Wissenschaftler sicher, stehen am Anfang einer ganzen Reihe von neuen Erkenntnissen über diese entfernten Galaxien, die auch dank empfindlicherer Sub-Millimeter-Teleskope in den nächsten Jahren zu erwarten sind. So sollen bis Ende 2010 gleich drei neue Observatorien (zwei weltraumgestützte und ein bodengestütztes) ihre Beobachtungen aufnehmen. "Viele Astronomen haben hart dafür gearbeitet, die Natur der Sub-Millimeter-Quellen durch das Aufspüren der Quellen im optischen Bereich zu entschlüsseln und so hinter das Geheimnis der Galaxienentstehung und Entwicklung zu kommen", sagte Ian Smail von der Universität von Durham. "Mit diesen neuen Hubble-Bilder lüftet sich nun langsam der staubige Schleier."

Links im WWW
Hubble-Seiten der ESA
die aktuellsten HST Bilder, Übersicht des Space Telescope Science Instituts
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