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HUBBLE
Der fünffache Quasar
von Stefan Deiters
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31. Mai 2006

Gravitationslinsen sind für Astronomen kein neues Phänomen, doch was das Weltraumteleskop Hubble jetzt beobachtete, ist eine Premiere: Das punktförmige Bild eines entfernten Quasars erscheint auf einer Hubble-Aufnahme gleich fünf Mal. Möglich wurde dies durch einen gewaltigen Galaxienhaufen, der zwischen der Erde und dem Quasar liegt.  

SDSS J1004+4112

Hubbles Blick auf den Galaxienhaufen SDSS J1004+4112. [Großansicht]

SDSS J1004+4112

SDSS J1004+4112 mit Erklärungen. Fotos: ESA, NASA, K. Sharon (Tel Aviv University) and E. Ofek (Caltech) [Großansicht]

Das Phänomen von Gravitationslinsen ist heute eigentlich nichts Ungewöhnliches mehr. Auf vielen tiefen Blicken ins All kann man die eigentümlichen kosmischen Trugbilder erkennen, die durch diese "Linsen" entstehen. Bei Gravitationslinsen handelt es sich um extrem massereiche Objekte wie etwa Galaxienhaufen, die durch ihre Gravitationskraft den Lauf des Lichtes beeinflussen.

Bei dem jetzt von Hubble beobachteten Quasar handelt es sich um das weit entfernte helle Zentrum einer Galaxie, das von einem massereichen Schwarzen Loch gespeist wird. Auf dem Weg zur Erde passiert das Licht des Quasars das Gravitationsfeld eines Galaxienhaufens, der zwischen uns und dem entfernten Quasar liegt.

Nach Einstein krümmt die Masse des Galaxienhaufens den Raum. Diesen Effekt spürt auch das Licht, wenn es auf dem Weg zur Erde den Galaxienhaufen passiert. Es wird abgelenkt und verstärkt. Dadurch entstehen fünf Bilder des Quasars, die um das Zentrum des Galaxienhaufens angeordnet sind. Das fünfte Bild des Quasars ist auf dem Foto kaum zu erkennen. Es liegt rechts im Kernbereich der zentralen Galaxie des Galaxienhaufens. Die Masse des Galaxienhaufens sorgt auch dafür, dass noch andere Objekte in bogenförmigen Bildern rund um das Haufenzentrum erscheinen.

Der Galaxienhaufen, der für diese kosmischen Trugbilder verantwortlich ist, trägt den Namen SDSS J1004+4112 und wurde im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey, einer umfangreichen Himmelsdurchmusterung, entdeckt. Er gehört mit einer Entfernung von etwa sieben Milliarden Lichtjahren zu den weiter entfernten Galaxienhaufen und wir sehen ihn in einem Zustand, in dem er sich befand als das Universum nur etwa halb so alt war wie heute. Spektroskopische Untersuchungen mit dem 10 Meter Keck I-Teleskop auf Hawaii haben schließlich bestätigt, dass alle Bilder tatsächlich von ein und demselben Quasar stammen.

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Gravitationslinsen erzeugen immer eine ungerade Zahl von Bildern, doch ist ein Bild davon meist nur sehr schwach und liegt zudem noch im Licht des Objektes, das für das Phänomen verantwortlich ist. So war es auch bei SDSS J1004+4112: Bei früheren Beobachtungen hatten man nur vier Bilder des entfernten Quasars entdeckt (astronews.com berichtete). Nur durch Hubbles Auflösungsvermögen gelang es schließlich, auch das noch fehlende Bild im Zentrum des Haufens zu entdecken.

Doch die Gravitationslinse sorgt nicht nur für eine Vervielfachung der Bilder, sondern gleichzeitig auch für deren Vergrößerung: Der Quasar und seine Muttergalaxie liegen nämlich in zehn Milliarden Lichtjahren Entfernung. Trotzdem ist auf dem Bild die Muttergalaxie als schwacher rötlicher Bogen zu erkennen. Es handelt sich um das am stärksten vergrößerte Bild einer Quasar-Muttergalaxie, das bislang aufgenommen wurde.

Zugleich sind auf dem Bild auch weitere Mehrfach-Bilder anderer Galaxien auszumachen, die - von uns aus gesehen - hinter dem Galaxienhaufen liegen. Die Beschäftigung mit dem Galaxienhaufen bescherte den Astronomen noch eine Überraschung: Durch den Vergleich mit einer Aufnahme, die Hubble vor einem Jahr machte, konnten die Wissenschaftler eine Supernova-Explosion nachweisen, die in einer Galaxien des Galaxienhaufens vor sieben Milliarden Jahren explodiert ist.

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siehe auch
Gravitationslinsen: Größte kosmische Gravitationslinse aufgespürt - 19. Dezember 2003
Gravitationslinsen: Blick auf eine Baby-Galaxie - 8. Oktober 2001
Hubble: Zehn neue Gravitationslinsen - 17. Mai 1999
Links im WWW
HubbleSite, Originalveröffentlichung des STScI
 
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