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VLT
Der am weitesten entfernte Galaxienhaufen
von Stefan Deiters
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10. April 2002

Ein internationales Astronomenteam hat mit Hilfe des Very Large Telescope der ESO den bislang am weitesten entfernten Galaxienhaufen aufgespürt. Er liegt in einer Entfernung von 13,5 Milliarden Lichtjahren, so dass wir ihn zu einer Zeit sehen, in der das Universum nur etwa zehn Prozent seines jetzigen Alters hatte. Für die Forscher eine einmalige Gelegenheit die Entwicklung von Galaxien in dieser frühen Phase zu studieren.

Umgebung von TN J1338-1942

Die Umgebung der Radiogalaxie TN J1338-1942 (grünes Rechteck). Die zugehörigen Galaxien sind mit blauen Kreisen gekennzeichnet. Die Aufnahme entstand mit dem FORS2-Instrument am KUEYEN-Teleskop des VLT. Es ist ein Negativbild, so dass die Galaxien schwarz erscheinen. Foto: ESO
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Eine der derzeit interessantesten Fragen der Astronomie ist, wie aus dem Gas, das nach dem Urknall das Universum ausfüllte, Sterne, Galaxien und ganze Galaxienhaufen entstanden. Die Forscher sprechen in diesem Zusammenhang mit der anfänglichen Strukturbildung im Kosmos. Aus den kleinen Fluktuationen - also Unregelmäßigkeiten - die man in der kosmischen Hintergrundstrahlung entdeckt hat, versucht man die Entstehung von Galaxien abzuleiten und anhand von aufwendigen Modellrechnungen ein Universum zu modellieren, was nach rund 15 Milliarden Jahren in etwa dem entspricht, was wir heute beobachten.

Nach Ansicht mancher Theoretiker gehen diese Strukturbildungsprozesse von kleinsten Einheiten aus, die sich durch Kollisionen und Verschmelzungen zu immer größeren Objekten verbinden. So werden aus Klumpen von Gas Sterne, daraus kleine Galaxien und schließlich Galaxiengruppen und gewaltige Galaxienhaufen. Interessant zur Überprüfung dieser Modelle ist die Beobachtung von Radiogalaxien, deren vermutetes zentrales Schwarzes Loch für eine extrem intensive Radioabstrahlung der Galaxien sorgt. Dadurch können sie noch in sehr weiter Entfernung aufgespürt werden. Die Radiogalaxien gehören zu den massereichsten Objekten im frühen Universum und deswegen galten sie schon lange als gute Kandidaten, die eventuell weitere Galaxien um sich versammeln könnten, um so einen Galaxienhaufen zu bilden.

Aus diesem Grund hat eine Gruppe Astronomen vorgeschlagen, mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO nach Ansammlungen von Galaxien in der Nähe von Radiogalaxien zu suchen, um so eventuelle Vorläufer von heutigen Galaxienhaufen aufzuspüren. Dazu machten sie eine sehr lang belichtete "tiefe" Aufnahme einer Himmelsregion, die etwa nur ein Fünftel so groß ist wie der Vollmond. Das am weitesten entfernte Objekt in dieser Region ist die Radiogalaxie TN J1338-1942 in einer Entfernung von 13,5 Milliarden Lichtjahren.

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In der gleichen Entfernung suchten die Forscher nun nach anderen Galaxien und fanden tatsächlich 28 Kandidaten in der Himmelsregion. Nach der Aufnahme detaillierter Spektren konnte sie dann für 20 von diesen bestätigen, dass sie wirklich in gleicher Entfernung wie TN J1338-1942 liegen und sich mit einer Geschwindigkeit von einigen Hundert Kilometern pro Sekunde bewegen. Diese gesamte Gruppe hat einen Durchmesser von mehr als zehn Millionen Lichtjahren und ist die jüngste Galaxiengruppe die bislang entdeckt wurde.

Für die Astronomen bedeutet dies, dass sich Galaxiengruppen schon zu einer Zeit gebildet haben müssen, als das Universum nur etwa zehn Prozent seines heutigen Alters hatte. Die Masse des aufgespürten Haufens ist nach Berechnungen der Forscher in etwa vergleichbar mit der Masse eines nahen Galaxienhaufen. Allerdings müsste er - um diesem zu ähneln - noch um einen Faktor zehn kleiner werden, die Galaxien müssten also dichter zusammen liegen.

Als nächstes wollen die Forscher nun genau die Grenzen des entfernten Haufens bestimmen und auch die einzelnen Haufenmitglieder studieren. Dabei soll unter anderem das Hubble-Weltraumteleskop helfen. "Wir haben nun Beobachtungszeit für dieses Objekt und wollen mit dem HST einen der tiefsten Blicke ins All machen, die je mit Hubble unternommen worden sind", so George Miley von der Universität in Leiden. "Unser Projekt ist ein hervorragendes Beispiel dafür wie sich die neuen Beobachtungsmöglichkeiten mit modernen Teleskopen auf der Erde mit weltraumgestützten Teleskopen verbinden lassen."

Links im WWW
ESO, Europäische Südsternwarte
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