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HUBBLE
Der doppelte Einstein-Ring
von Stefan Deiters
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11. Januar 2008

Dem Weltraumteleskops Hubble ist eine bislang einmalige Aufnahme gelungen: Das Teleskop entdeckte zwei sogenannte Einstein-Ringe, wobei der eine Ring sich innerhalb des zweiten Rings befindet. Ursache für dieses Schauspiel sind drei Galaxien, die, von der Erde aus gesehen, wie auf einer Perlenkette aufgereiht hintereinander liegen.

SDSSJ0946+1006

Hubbles Blick auf das Gravitationslinsen-System SDSSJ0946+1006. Foto: NASA, ESA und R. Gavazzi und T. Treu (University of California, Santa Barbara)   [Großansicht]

SDSSJ0946+1006

Vergrößerung des Ring-Paars. Die helle Vordergrund-Galaxie wurde auf diesem Bild ausgeblendet. Bild: NASA, ESA und R. Gavazzi und T. Treu (University of California, Santa Barbara)

Für die Astronomen ist der seltene Fund des doppelten Einstein-Rings mehr als eine astronomische Kuriosität. Die Beobachtungen, so die Wissenschaftler um Raphael Gavazzo und Tommasi Treu von der University of California in Santa Barbara, könnten neue Hinweise auf die Dunkle Materie und die Dunkle Energie im Universums liefern. Das Team, das das Linsenpaar im Rahmen des Sloan Lens Advanced Camera for Surveys (SLACS)-Programms beobachtete, stellte ihre Entdeckung jetzt auf der Wintertagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft (AAS) in Texas vor.

Zu dem beobachteten Phänomen kommt es, wenn eine massereiche Vordergrund-Galaxie das Licht einer weiter entfernten Galaxie im Hintergrund abgelenkt. Dieser sogenannte Gravitationslinsen-Effekt führt im Falle eines perfekten Hintereinanderliegens der Vordergrund- und Hintergrundgalaxie zu einem ringförmigen Bild. Liegt eine weitere, noch entferntere Galaxie auch auf dieser Sichtlinie, entsteht ein zweiter größerer Ring. Die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens einer solchen Konstellation ist nach Ansicht der beteiligten Wissenschaftler vergleichbar mit dem Gewinn eines Jackpots beim Lotto.

"Solche erstaunlichen kosmischen Zufälle verraten einiges über die Natur des Universums, denn Dunkle Materie kann sich vor dem Gravitationslinsen-Effekt nicht verstecken", meint auch Leonidas Moustakas vom Jet Propulsion Labvoratory der NASA. "Die Schönheit dieser Gravitationslinse wird nur von den Geheimnissen der Natur übertroffen, die sie uns offenbart."

Die Galaxie, die für diesen Gravitationslinsen-Effekt verantwortlich ist, liegt so die  Astronomen etwa drei Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Die beiden Ringe setzen sich aus mehreren Bildern zweier Galaxien zusammen, die - von der Erde aus gesehen - perfekt hinter der Galaxie im Vordergrund liegen. Sie haben eine Entfernung von sechs und elf Milliarden Lichtjahren von der Erde.

Entdecker dieses ungewöhnlichen doppelten Einstein-Rings ist SLACS-Teammitglied Adam Bolton von der University of Hawaii. Er entdeckte das Linsenpaar im Sloan Digital Sky Survey. "Was uns zu dieser Entdeckung führte waren gerade einmal 500 Photonen, die sich in 500.000 Photonen versteckten, die das Spektrum der Vordergrund-Galaxie ausmachten", erinnert er sich. "In der Hubble-Aufnahme waren die beiden Ringe klar zu erkennen", ergänzt Treu. "Als ich sie zu erst sah, dachte ich 'Wow, das ist doch verrückt!', ich konnte es einfach nicht glauben."

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Aus der Tatsache, dass die gesamte Masse der Vordergrund-Galaxie für die Einstein-Ringe verantwortlich ist, können die Wissenschaftler die Dunkelmaterie in der Vordergrund-Galaxie präzise vermessen. Zusätzlich konnten sie aus der Geometrie der beiden Einstein-Ringe auch die Masse der mittleren Galaxie genau bestimmen: Sie beträgt eine Milliarden Sonnenmassen. Nach Angaben der Forscher ist dies das erste Mal, dass es gelungen ist, die Masse einer Zwerggalaxie in dieser Entfernung zu ermitteln.

Gelänge es noch mehr solche doppelten Ringe zu finden, könnte man aus den verschiedenen Radien der Ringe die Krümmung des Raums auf unabhängige Weise berechnen. Die Astronomen schätzen, dass man etwa 50 Ringpaare benötigen würde, um Dunkle Materie und Dunkle Energie des Universums mit einem Fehler von maximal zehn Prozent zu bestimmen. Weitere Doppel-Ringe könnten mit großräumigen Himmelsdurchmusterungen von Weltraumteleskopen aus aufgespürt werden. 

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siehe auch
Hubble: Galaxienvielfalt in Abell S0740 - 7. Februar 2007
Gravitationslinsen: Größte kosmische Gravitationslinse aufgespürt - 19. Dezember 2003
Quasare: Blick durch den Einstein-Ring - 4. April 2003
Hubble: Zehn neue Gravitationslinsen - 17. Mai 1999
Links im WWW
Spacetelescope.org, Europäische Seite des Hubble-Weltraumteleskops
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