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SPITZER
Lichtbogen verrät entfernten Galaxienhaufen
von Stefan Deiters
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27. Juni 2012

Astronomen haben mit dem Weltraumteleskop Hubble in großer Entfernung einen Lichtbogen aufgespürt, bei dem es sich offenbar um das verzerrte Bild einer noch entfernteren Galaxie handelt. Den dazu erforderlichen Galaxienhaufen konnte dann das Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer aufspüren. Er dürfte einer der massereichsten Haufen in dieser Entfernung sein.

IDCS J1426.5+3508

Hubble-Aufnahme des durch den Galaxienhaufen IDCS J1426.5+3508 erzeugten Bilds einer noch entfernteren Galaxie. Bild: NASA, ESA und A. Gonzalez (University of Florida, Gainesville), A. Stanford (University of California, Davis und Lawrence Livermore National Laboratory), und M. Brodwin (University of Missouri-Kansas City und Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)  [Großansicht]

Große Ansammlungen von Materie, wie beispielsweise gewaltige Galaxienhaufen, können das Licht von hinter ihnen liegenden Galaxien so ablenken,  dass es uns verzerrt und verstärkt erscheint. Die Galaxienhaufen wirken somit wie riesige natürliche Linsen und gewähren Astronomen dadurch einen Blick in entfernte Regionen des Universums, der ihnen ohne diese Hilfe nicht möglich gewesen wäre. Die entfernten Galaxien erscheinen durch diesen sogenannten Gravitationslinseneffekt oft als langgestreckte Bögen um die Massenkonzentration des Haufens.

Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble haben Forscher nun einen solchen Bogen in ungewöhnlich großer Entfernung entdeckt. "Als ich ihn zuerst gesehen habe, dachte ich, dass er verschwinden würde, wenn ich nur lange genug hinschaue", erinnert sich Anthony Gonzales von der University of Florida in Gainsville, der die Untersuchung leitete. "Die Statistik sagt uns nämlich, dass solche Bögen in dieser Entfernung extrem selten sein sollten. In dieser frühen Phase des Universums, dürfte es nämlich kaum ausreichend Galaxien hinter einem Galaxienhaufen geben, die noch hell genug sind, um dann durch den Gravitationslinseneffekt sichtbar zu werden. Ein weiteres Problem ist, dass die Galaxienhaufen immer weniger massereich sind, je weiter man in die Vergangenheit schaut. Es wird also immer schwieriger einen ausreichend massereichen Galaxienhaufen zu finden, der als Linse wirken kann."

Galaxienhaufen sind Ansammlungen von vielen Hundert bis zu Tausenden von Galaxien und sind die größten gebundenen Strukturen im Universum. Um Galaxienhaufen in unserer Nähe hat man zahlreiche Beispiele für durch den Gravitationslinseneffekt verzerrten Galaxien gefunden. Der jetzt mit Hubble aufgespürte Lichtbogen deutet allerdings auf einen Galaxienhaufen hin, dessen Licht rund zehn Milliarden Jahre unterwegs war, bevor es die Erde erreicht hat. Der massereiche Haufen müsste also schon zu einer Zeit existiert haben, als unser Universum gerade einmal rund ein Viertel seines heutigen Alters hatte.

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Mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer, dessen Daten mit Archivaufnahmen kombiniert wurden, gelang es den Astronomen dann tatsächlich, hier den massereichen Galaxienhaufen nachzuweisen, der für den Lichtbogen verantwortlich ist. IDCS J1426.5+3508, so seine Bezeichnung, hat etwa die 500-billionenfache Masse unserer Sonne und ist etwa fünf- bis zehnmal größer als andere Haufen in dieser Epoche des Universums.

Bei dem Haufen handelt es sich zudem um den entferntesten Galaxienhaufen, der für einen solchen, auf den Gravitationslinseneffekt beruhenden Lichtbogen verantwortlich ist. Sein Studium könnte den Wissenschaftlern also einiges über das Wachstum von Galaxiengruppierungen im jungen Universum verraten.

"Die Wahrscheinlichkeit, einen solchen gewaltigen Galaxienhaufen so früh im Universum in dem von uns untersuchten Himmelsbereich zu finden, war geringer als ein Prozent", so Teammitglied Mark Brodwin von der University of Missouri-Kansas City. "Seine Entwicklung sollte der von einigen der massereichsten, heute zu beobachtenden Galaxienhaufen entsprechen, wie etwa der des Comahaufens oder auch der des jüngst entdeckten Haufens El Gordo." Über die Entdeckung von "El Gordo" hatte astronews.com im Januar dieses Jahres berichtet.

Die Galaxie, deren Licht durch IDCS J1426.5+3508 verzerrt und verstärkt wurde, ist noch weiter von der Erde entfernt als der Haufen selbst. In ihr dürften gerade mit einer hohen Rate neue Sterne entstehen. Die Astronomen hoffen, mit Hilfe weiterer Hubble-Beobachtungen die Entfernung dieser Galaxie genauer bestimmen zu können. Die Untersuchung des Teams wird in drei Fachartikeln beschrieben, die in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erscheinen.

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siehe auch
Galaxienhaufen: Neuer Rekordhalter im entfernten Universum - 10. Januar 2012
Galaxienhaufen: Der entfernteste voll entwickelte Galaxienhaufen - 9. März 2011
Galaxien: Entferntester Galaxienhaufen entdeckt - 11. Mai 2010
Galaxien: Galaxienhaufen in Rekordentfernung - 3. April 2008
VLT: Der am weitesten entfernte Galaxienhaufen - 10. April 2002
Links im WWW
Spitzer, Seite des NASA
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (1)
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (2)
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (3)
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