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HUBBLE
67 neue Gravitationslinsen-Systeme
von Stefan Deiters
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20. Februar 2008

Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble haben Astronomen nun einen Katalog von weit entfernten Galaxien zusammengestellt, deren Bilder durch massereiche Galaxien verzerrt werden. 67 dieser aufgrund des Gravitationslinsen-Effektes verformten Galaxien waren den Wissenschaftlern bislang unbekannt. Die Forscher schätzen, dass es am Himmel fast eine halbe Millionen solcher Linsensysteme geben könnte.

Gravitationslinsen

Eine Auswahl der entdeckten Linsensysteme. Bild: NASA, ESA, C. Faure (Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg) und J.P. Kneib (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille)   [Großansicht]

Die Entdeckung der durch die Gravitationswirkung einer massereichen Galaxie beeinflussten fernen Galaxienbilder gelang in den Daten einer großangelegten Himmelsdurchmusterung, bei der rund die neunfache Fläche des Vollmondes am Himmel mit Teleskopen wie dem Hubble-Weltraumteleskop, dem Infrarotteleskop Spitzer, den Röntgensatelliten XMM-Newton und Chandra, dem Very Large Telescope sowie dem Subaru-Teleskop und dem Canada France Hawaii Telescope beobachtet wurde.

Europäische Astronomen unter Leitung von Jean-Paul Kneib vom Laboratoire d'Astrophysique de Marseille und Cécile Faure vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg analysierten die Daten von Hubbles Advanced Camera for Surveys und entdeckten - nach weiteren Untersuchungen mit bodengestützten Teleskopen - darin die Bilder von 67 Galaxien, die durch die Gravitationswirkung einer massereiche elliptischen oder linsenförmigen Galaxie gestört waren. Solche Verzerrungen sind deutlich häufiger als die berühmten zu Bögen verzerrten Galaxienbilder, die um massereiche Galaxienhaufen gefunden werden. Sie sind allerdings auch schwerer zu entdecken, da sie kleiner sind und eine Vielzahl von Formen haben können.

Der Gravitationslinsen-Effekt entsteht, wenn das Licht einer fernen Galaxie auf dem Weg zu uns ein sehr massereiches Objekt passiert. Dadurch wird das Licht der fernen Galaxie so abgelenkt, dass das Bild der entfernten Galaxie verzerrt, oft aber auch verstärkt erscheint. Viele entfernten Galaxien konnten nur mit Hilfe dieses Effektes überhaupt beobachtet werden. In der Regel kommen als Objekte, die für den Linseneffekt verantwortlich sind, massereiche Galaxienhaufen in Frage - aber nicht nur.  "Typischerweise können wir beobachten, dass Gravitationslinsen eine Serie von hellen Bögen oder Punkten um einen Galaxienhaufen erzeugen", erläutert Kneib. "Hier sehen wir einen ganz ähnlichen Effekt, aber in kleinerem Maßstab, der sich um eine einzelne massereiche Galaxie abspielt."

In den 67 in der Durchmusterung gefundenen neuen Linsenbildern fanden sich eine Vielzahl von Formen, die sich auf eine oder zwei Hintergrundgalaxien zurückführen lassen. Vier Galaxien erzeugten sogenannte Einstein-Ringe, also komplett kreisförmiges Bilder der entfernten Galaxie, die entstehen, wenn Hintergrund-Galaxie, Linsengalaxie und das Teleskop perfekt auf einer Linie liegen.

Um die Gravitationslinsen und die verzerrten Bilder aufzuspüren arbeiteten sich die Astronomen durch eine Vielzahl von Galaxienaufnahmen. Dabei verließen sich die Forscher auf ihre eigenen Augen um zu entscheiden, ob es sich tatsächlich um eine mögliche Gravitationslinse handeln könnte. Anschließend musste untersucht werden, ob die vermeintlich verzerrte Galaxie wirklich verzerrt war oder schlicht eine Galaxie mit einer unnormalen Form. "Mit dieser Auswahl von Gravitationslinsen-Systemen, die wir mit dem Auge identifiziert haben, wollen wir nun versuchen eine Software zu entwickeln, die im gesamten Bildarchiv von Hubble nach Linsensystemen sucht", so Kneib.

Rechnet man die Anzahl der in dem kleinen Ausschnitt entdeckten Linsensysteme auf den gesamten Himmel hoch, müsste es rund eine halbe Millionen solcher Systeme geben. Das Aufspüren dieser Systeme ermöglicht den Forschern mehr über die Masseverteilung von Galaxien zu erfahren und über die Verteilung von Dunkler Materie. Dies wiederum erlaubt, Vorhersagen von kosmologischen Modellen zu testen. 

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siehe auch
Hubble: Neuer galaktischer Entfernungsrekord? - 12. Februar 2008
Gravitationslinsen: Winzige Galaxie ganz weit weg - 8. Oktober 2007
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 Hubble-Seiten
Preprint des Fachartikels bei arxiv.org/astro-ph
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