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CHANDRA & XMM
Die größten Kollisionen im Universum
von Stefan Deiters
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18. Juli 2007

Wenn zwei Galaxien kollidieren ist das schon ein eindrucksvolles Spektakel. Ungleich gewaltiger ist aber die Kollision von zwei Galaxienhaufen. Die Beobachtung dieser Ereignisse ist allerdings deutlich komplizierter. Dank der Röntgenteleskope Chandra und XMM-Newton gelang es jetzt aber zwei Galaxienhaufen aufzuspüren, die gerade zu einem neuen, noch größeren Haufen verschmelzen. Und das kann offenbar schneller gehen als bislang angenommen.

Abell 576

Chandra-Aufnahme von Abell 576. Die Konturen zeigen Bereiche mit Radialgeschwindigkeiten, die auf uns gerichtet sind.  Bild: University of Michigan (R. Dupke)

Die Kollision von Einzelgalaxien hinterlässt deutlich sichtbare Spuren: Bei der Annäherung und dem gegenseitigen Umkreisen, das dem eigentlichen Verschmelzungsprozess vorausgeht, verlieren die Partner große Mengen an Gas, das als deutlich sichtbares Zeichen der Kollision auf den Bahnen der beiden Galaxien zu finden ist. Bei der Kollision von zwei Galaxienhaufen sind solche Spuren deutlich schwieriger zu finden.

Das merkten auch Renato Dupke und seine Kollegen von der University of Michigan als sie das ESA-Röntgenteleskop XMM-Newton und das NASA-Röntgenteleskop Chandra nutzten, um hinter das Geheimnis des Galaxienhaufens Abell 576 zu kommen. Frühere Beobachtungen hatten nämlich gezeigt, dass sich das Gas in dem Haufen nicht gleichmäßig bewegt. Dank des hohen Auflösungsvermögens der beiden Teleskope konnte Dupke nun Geschwindigkeit des Gases in zwei unterschiedlichen Bereichen des Haufens messen und in der Tat bestätigen, dass diese verschieden waren: Ein Teil des Haufens schien sich schneller von uns zu entfernen als der Rest.

Doch das war nicht alles, was die Astronomen verblüffte: Das sich bewegende Gas war für astronomische Verhältnisse "kalt". Bei der festgestellten Geschwindigkeit hätte es deutlich heißer sein müssen als die beobachteten 50 Millionen Grad Celsius. Was ging also in Abell 576 vor?

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Den Astronomen fiel ein anderer Galaxienhaufen ein, nämlich 1E 0657-56, der auch Bullet-Cluster, also Geschoß-Haufen, genannt wird. Er besteht eigentlich aus zwei Galaxienhaufen. "Wir konnten uns die Beobachtungen nur dadurch erklären, dass wir den Bullet-Cluster nahmen und ihn so drehten, dass die beiden Haufen direkt in unserer Sichtlinie hintereinander lagen", erläutert Dupke. Bei 1E 0657-56 handelt es sich um ein zwei Galaxienhaufen, die gerade frontal aufeinander prallen. Sie liegen gerade so günstig, dass wir von der Erde direkt sehen können, wie beide Haufen aufeinander zurasen. 1E 0657-56 geriet vor knapp einem Jahr in die Schlagzeilen, weil man hier erstmals einen direkten Beweis für die Existenz von Dunkler Materie zu sehen glaubte (astronews.com berichtete).

Dupke erkannte, dass es sich auch bei Abell 576 um eine Kollision von zwei Galaxienhaufen handelte, nur lagen beide diesmal in unserer Sichtlinie, der eine Haufen lag also hinter dem anderen. Und bei den beobachteten "kalten" Gaswolken handelt es sich um die Zentren der beiden Haufen, die die anfängliche Kollision überstanden hatten.

Aus den Daten konnten die Astronomen auch ablesen, dass die beiden Haufen mit einer Geschwindigkeit von über 3.300 Kilometern pro Sekunde kollidierten, was mehr ist als einige Computersimulationen von Galaxienhaufenkollisionen für möglich halten. Doch auch 1E0657-56 scheint eine ähnlich hohe Kollisionsgeschwindigkeit zu haben: "Es gibt also mehr und mehr Hinweise darauf, dass diese hohen Geschwindigkeiten möglich sind", so Dupke. Nun müssen die Kosmologen erklären, warum.

Kollisionen von Galaxienhaufen sind relativ selten: Man schätzt, dass nur jeder Hundertste oder gar jeder Tausendste Haufen in eine Kollision verwickelt ist. Durch eine Kollision wird aber das Gas der Haufen aus dem Gleichgewicht gebracht, was - wenn man es nicht erkennt - dazu führen kann, dass man die Haufenmasse deutlich unterschätzt.

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siehe auch
Chandra: Galaxienhaufenkollision enthüllt Dunkle Materie - 22. August 2006
Links im WWW
XMM-Newton
The Chandra X-ray Observatory
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