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THE FRONTIER FIELDS
Drei Weltraumteleskope, ein Ziel
von Stefan Deiters
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25. Oktober 2013

Mit den drei Weltraumteleskopen Hubble, Spitzer und Chandra wollen Astronomen in den kommenden drei Jahren tiefer ins All blicken als jemals zuvor. Die drei Teleskope sollen gemeinsam sechs Galaxienhaufen beobachten, die als Gravitationslinsen fungieren und das Licht entfernterer Systeme verstärken. Auf diese Weise dürften auch noch extrem lichtschwache Galaxien im jungen Universum sichtbar werden.

Galaxienhaufen

Vier der Galaxienhaufen, die Hubble, Spitzer und Chandra in den kommenden drei Jahren anvisieren sollen. Bild: NASA, ESA und J. Lotz and M. Mountain (STScI) [Großansicht]

Das neue, jetzt vorgestellte Programm trägt den Namen "The Frontier Fields", also "Die Grenz-Felder" und soll bisherige Deep-Field-Beobachtungskampagnen durch die Zusammenarbeit der drei Weltraumteleskope Hubble, Chandra und Spitzer in den Schatten stellen. Bei Deep-Field-Beobachtungen visiert ein Teleskop für lange Zeit einen bestimmten Bereich am Himmel an und macht durch die lange Belichtungszeit unzählige Galaxien sichtbar, die sonst nicht zu erkennen wären.

Für "The Frontier Fields" wollen die Astronomen nun in den kommenden drei Jahren sechs massereiche Galaxienhaufen beobachten und sich ein als Gravitationslinseneffekt bekanntes Phänomen zunutze machen: Durch massereiche Objekte wird nämlich das Licht entfernterer, direkt dahinter liegender Systeme so abgelenkt, dass es nicht nur stark verzerrt, sondern auch verstärkt wird. Auf diese Weise lassen sich Galaxien untersuchen, die ohne diesen Effekt selbst mit Hubble & Co. nicht zu beobachten gewesen wären.

"Das 'Frontier-Fields'-Programm ist genau das, wofür die 'Großen Observatorien' der NASA einmal entworfen wurden, nämlich zusammenzuarbeiten, um die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln", meint John Grunsfeld, der für Wissenschaft zuständige Administrator der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA. Zu den als "Great Observatories", also "Großen Observatorien" bekannten Weltraumteleskopen zählen außer Hubble auch das Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer, das Röntgen-Weltraumteleskop Chandra sowie das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Compton, dessen Mission aber bereits im Jahr 2000 endete.

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"Jedes Weltraumteleskop macht Bilder in anderen Wellenlängenbereichen des Lichts", so Grunsfeld weiter. "Als Ergebnis erhalten wir dann ein sehr viel tieferes Verständnis über die Physik dieser Himmelsobjekte." Als erster Galaxienhaufen soll der Haufen Abell 2744 anvisiert werden, der auch als 'Haufen der Pandora' bekannt ist (astronews.com berichtete). Dieser Megahaufen entstand durch die Verschmelzung von mindestens vier kleineren Galaxienhaufen.

Mit den Beobachtungen hoffen die Astronomen Galaxien sichtbar zu machen, die bereits existierten als das Universum nur wenige Hundert Millionen Jahre alt war. "Die Idee ist, diese Teleskope der Natur gemeinsam mit den großen Observatorien zu nutzen und so deutlich tiefer ins All zu blicken als zuvor, um die entferntesten und lichtschwächsten Galaxien zu finden, die wir überhaupt erkennen können", erklärt Jennifer Lotz vom Space Telescope Science Institute.

Mit den kombinierten Daten von Hubble und Spitzer wollen die Astronomen die Entfernung der Galaxien und ihre Masse genauer bestimmen als dies mit jeweils nur einem Teleskop allein möglich wäre. "Wir wollen verstehen, wann und wie die ersten Sterne und Galaxien im Universum entstanden sind und jedes Observatorium liefert uns dazu ein anderes Teil des Puzzles", erläutert Peter Capak vom Spitzer Science Center am Calfornia Institute of Technology. "Hubble verrät einem, welche Galaxie man anschauen muss und wie viele Sterne hier gerade geboren werden. Spitzer liefert dann das Alter der Galaxie und wie viele Sterne schon entstanden sind."

Mit Chandra sollen schließlich ergänzende Beobachtungen im Röntgenbereich gemacht werden. Diese können den Astronomen mehr über die Masse der Galaxienhaufen und die Stärke des durch sie verursachten Gravitationslinseneffekts verraten. Zudem liefern sie Informationen über supermassereiche Schwarze Löcher in den aufgespürten entfernten Systemen. Die Hubble-Daten sollen außerdem auch dazu genutzt werden, den Anteil an Dunkler Materie in den beobachteten Galaxienhaufen abzuschätzen.

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siehe auch
Abell 2744: Intergalaktische Unfallforschung - 22. Juni 2011
Bild des Tages - 23. Juni 2011: Abell 2744
Links im WWW
HubbleSite.org, Seite des Space Telecope Science Institute
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