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GALAXIENHAUFEN
Neuer Rekordhalter im entfernten Universum
von Stefan Deiters
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10. Januar 2012

Astronomen haben in großer Entfernung einen äußerst massereichen Galaxienhaufen aufgespürt. Es handelt sich um das massereichste Objekt dieser Art, das im entfernten Universum bislang entdeckt wurde. Zur Untersuchung des faszinierenden Haufens nutzten die Forscher das Very Large Telescope der ESO, das NASA-Röntgenteleskops Chandra und das Atacama Cosmology Telescope.

ACT-CL J0102-4915

Der Galaxienhaufen ACT-CL J0102-4915, genannt El Gordo. Für das Bild wurden Aufnahmen verschiedener Teleskope kombiniert. Die Röntgenstrahlung des heißen Gases im Haufen ist blau dargestellt. Bild: ESO / SOAR / NASA [Großansicht]

Der neu entdeckte Galaxienhaufen, über den ein internationales Astronomenteam jetzt auf der Tagung der American Astronomical Society in Austin im US-Bundesstaat Texas berichtete, erhielt von den Wissenschaftlern den Spitznamen "El Gordo", das spanische Wort für "der Große" oder "der Dicke". Dies deutet schon an, dass der Haufen erheblich größer ist als ihn die Astronomen in dieser Entfernung erwartet hatten.

Der offizielle und wesentlich unhandlichere Name von El Gordo ist ACT-CL J0102-4915, wobei der erste Teil der Bezeichnung auf das Atacama Cosmology Telescope hinweist, mit dem der Galaxienhaufen entdeckt wurde, und der zweite Teil auf seine Position am Himmel. El Gordo liegt im südlichen Sternbild Phoenix und besteht aus zwei Unterhaufen, die mit einer Geschwindigkeit von mehreren Millionen Kilometern pro Stunde kollidieren. Er ist so weit von der Erde entfernt, dass sein Licht sieben Milliarden Jahre benötigt hat, um uns zu erreichen.

"Dieser Haufen ist der massereichste und der heißeste und gibt mehr Röntgenstrahlung ab als jeder andere Haufen in vergleichbarer oder größerer Entfernung", so Felipe Menanteau von der Rutgers University, der die Untersuchung leitete. "Wir haben einen wesentlichen Teil unserer Beobachtungszeit für El Gordo verwendet. Ich bin daher froh, dass sich diese Wette am Ende ausgezahlt hat und wir eine faszinierende Haufenkollision gefunden haben."

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Galaxienhaufen sind die größten durch die Gravitation zusammengehaltenen Objekte im Universum. Sie entstehen durch die Verschmelzung von kleineren Galaxiengruppen. Wie genau dieser Prozess abläuft, hängt allerdings stark vom Anteil der Dunklen Materie und der Dunklen Energie im Universum zum Zeitpunkt der Kollision ab. Die Untersuchung von Galaxienhaufen kann deswegen auch etwas über diese beiden mysteriösen Bestandteile des Weltalls verraten. "Riesige Galaxienhaufen wie dieser sind genau das, nach was wir gesucht haben", meint daher auch Jack Hughes von der Rutgers University. "Wir wollen nämlich schauen, ob wir mit Hilfe der besten verfügbaren kosmologischen Modelle verstehen können, wie sich diese extremen Objekte bilden."

Um El Gordo aufzuspüren, machten sich die Astronomen einen besonderen Effekt zunutze, der Ende der 1960er Jahre von den russischen Astronomen Rashid Sunyaev und Yakov Zeldovich vorausgesagt und Anfang der 1980er Jahre erstmals beobachtet wurde. Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung, ein schwaches Glimmen des Urknalls, wechselwirkt mit den Elektronen im heißen Gas von Galaxienhaufen. Dadurch entsteht eine Störung im Mikrowellenhintergrund, den wir von der Erde beobachten. Je dichter und größer der Haufen ist, desto größer ist auch dieser sogenannte Sunyaev-Zeldovich-Effekt.

El Gordo wurde in einer Himmelsdurchmusterung der Mikrowellenhintergrundstrahlung mit dem Atacama Cosmology Telescope entdeckt, einem sechs Meter durchmessenden Radioteleskop in der chilenischen Atacama-Wüste. Mit dem Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO bestimmten die Astronomen die Geschwindigkeit der Galaxien in dieser Kollision und die Entfernung des Haufens von der Erde. Das Röntgenteleskop Chandra schließlich untersuchte das heiße Gas des Haufens.

Galaxienhaufen in dieser Entfernung und mit der Größe von El Gordo sind äußerst selten.  Trotzdem lässt sich ihre Existenz, so die Astrononen, noch mit dem gegenwärtig bevorzugten Modell des Universums in Übereinstimmung bringen. El Gordo dürfte vermutlich ähnlich entstanden sein wie der inzwischen berühmte Bullet-Cluster (astronews.com berichtete), der uns allerdings deutlich näher ist. In beiden Haufen finden sich Hinweise darauf, dass sich die normale Materie, die hauptsächlich aus heißem, Röntgenstrahlen-aussendenden Gas besteht, von der Dunklen Materie getrennt hat. Das heiße Gas wurde nämlich - im Gegensatz zur Dunklen Materie - durch die Kollision abgebremst.

"Dies ist das erste Mal, dass wir ein System wie den Bullet-Cluster in so großer Entfernung finden", freut sich Cristóbal Sifón von der Pontificia Universidad Católica de Chile in Santiago. "Es ist wie in dem alte Sprichwort: Um die Zukunft zu verstehen, muss man die Vergangenheit kennen."

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Links im WWW
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