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VLT & HUBBLE
Dreidimensionaler Blick auf entfernte Galaxien
von Stefan Deiters
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10. März 2009

Dank der Zusammenarbeit des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO und des Weltraumteleskops Hubble gelang Astronomen nun ein eindrucksvoller Blick auf Galaxien, die wir zu einem Zeitpunkt sehen, zu dem das Universum nur halb so alt war wie heute. Dazu wurden Hubble-Bilder mit VLT-Informationen über die Bewegung des Gases in den entfernten Objekten ergänzt. 

Galaxien

Die untersuchten Galaxien: Oben die Aufnahmen von Hubble, unten die Daten des FLAMES/GIRAFFE-Instrumentes am Very Large Telescope. Bild: ESO / Hammer et al. [vergrößerte Gesamtansicht]

Galaxien in rund sechs Milliarden Lichtjahren Entfernung waren lange Zeit für Astronomen nicht mehr als ein schwach leuchtender Fleck am Himmel. Erst durch das Weltraumteleskop Hubble gelangen im vergangenen Jahrzehnt detaillierte Aufnahmen dieser entfernten Objekte, die einiges über ihren Aufbau verraten haben. Mit Hilfe des Spektrographen FLAMES/GIRAFFE, der am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte auf dem Gipfel des Paranal montiert ist, können mehrere Spektren auch innerhalb von sehr kleinen entfernten Objekten gleichzeitig aufgenommen werden. Dies liefert den Astronomen Informationen über die Bewegung des Gases in den entfernten Galaxien.

 "Dank der einzigartigen Kombination von Hubble und dem VLT können wir das Aussehen von entfernten Galaxien fast genauso gut rekonstruieren wie das von nahe gelegenen", so Francois Hammer vom Observatoire de Paris, der das Astronomenteam leitete und Hauptautor eines Fachartikels über die Ergebnisse ist. "Genauer gesagt, können wir dank FLAMES/GIRAFFE die Geschwindigkeit des Gases in verschiedenen Bereichen der entfernten Galaxie bestimmen. Das bedeutet, dass wir sehen können, wie sich das Gas bewegt, was uns einen dreidimensionalen Blick auf eine Galaxie erlaubt, die ein halbes sichtbares Universum von uns entfernt ist."

Das Astronomenteam ist dabei Galaxien, die sowohl vom Weltraumteleskop Hubble als auch mit GIRAFFE am VLT beobachtet worden sind, zu rekonstruieren. Die jetzt vorliegenden ersten Ergebnisse für drei Galaxien verdeutlichen, dass sich der Aufwand lohnen wird: So entdeckten die Forscher in einer Galaxie eine Region mit vollständig ionisiertem Gas. Dies deutet normalerweise auf die Anwesenheit von jungen, heißen Sternen hin. Allerdings konnte Hubble auch nach insgesamt elf Tagen Beobachtungszeit keine Sterne in dieser Region aufspüren.

"Diese ungewöhnliche Galaxie hat also einige Geheimnisse", meint Kollege Mathieu Puech, Hauptautor eines weiteren Fachartikels, in dem die Ergebnisse der Gruppe vorgestellt werden. Simulationen deuten darauf hin, dass womöglich die Kollision von zwei sehr gashaltigen Spiralgalaxien die Beobachtung erklären könnte. Durch dieses Ereignis wurde das Gas so weit aufgeheizt, dass es ionisiert wurde und dass sich keine Sterne bilden konnten.

Genau den gegenteiligen Effekt beobachteten die Astronomen bei einer anderen Galaxie: Hier entdeckten sie eine bläuliche Zentralregion, die offenbar von einer rötlichen Scheibe umgeben und fast vollständig von Staub verborgen ist. "Die Modelle deuten darauf hin, dass Gas und Sterne hier sehr schnell nach innen spiralen", erklärt Hammer. Es könnte sich um die erste Beobachtung eines Wiederaufbaus einer Scheibe nach einer gewaltigen Galaxienkollision handeln.

Die dritte Galaxie schließlich verfügt über einen ungewöhnlichen bläulichen Balken, der vermutlich aus jungen, massereichen Sternen besteht. In näheren Galaxien ist dies äußerst selten. Computersimulationen ergaben, dass der Balken das Ergebnis einer Galaxienkollision sein könnte, an der zwei Galaxien mit unterschiedlicher Masse beteiligt waren.

"Die Kombination von Hubble und FLAMES/GIRAFFE am VLT erlaubt es uns, die entfernten Galaxien im Detail zu modellieren und dadurch mehr über die Rolle der Kollisionen von Galaxien in der Vergangenheit zu lernen", erklärt Puech. "Entscheidend ist, dass wir nun die Bewegung des Gases sehen können und dadurch Masse und Orbits dieser alten Galaxien recht genau verfolgen können. Hubble und VLT sind quasi Zeitmaschinen um die Geschichte des Universums zu entschlüsseln", ergänzt Kollege Sébastian Peirani vom Institut d'Astrophysique de Paris, Hauptautor eines weiteren Fachartikels über die Resultate.

Die Wissenschaftler dehnen nun ihre Analyse auf die übrigen Galaxien aus, für die die Informationen von beiden Instrumenten vorliegen. "Als nächsten Schritt werden wir dann die Daten mit denen von näher gelegenen Galaxien vergleichen, um so ein Bild von der Entwicklung der Galaxien in den vergangenen sechs bis acht Milliarden Jahren zu bekommen", so Hammer. "Und das ist immerhin mehr als die Hälfte des Alters des Universums."

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siehe auch
VLT: Junge Galaxien und dunkle Materie - 16. März 2006
Links im WWW
Europäische Südsternwarte
Preprint des Fachartikels von Puech et al. bei astro-ph
Preprint des Fachartikels von Peirani et al. bei astro-ph
Preprint des Fachartikels von Hammer et al. bei astro-ph
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