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SPITZER
Viele massereiche Galaxien im jungen Universum
von Stefan Deiters
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16. September 2014

Astronomen haben mithilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer mit der Beobachtung von zwei kleinen und sehr dunklen Himmelsregionen begonnen, die im Rahmen des Projekts SPLASH insgesamt mehr als drei Monate lang anvisiert werden sollen. Dabei spürten sie bereits eine überraschend hohe Zahl von sehr massereichen Galaxien im jungen Universum auf.

COSMOS

Teilansicht des COSMOS-Feldes. Für das Bild wurden Infrarot-Daten von Spitzer und Daten im sichtbaren Bereich des Lichts vom Subaru-Teleskop kombiniert. Bei jedem Punkt handelt es sich um eine Galaxie. Bild: NASA / JPL-Caltech [Großansicht]

"Wenn man diese Durchmusterung mit einem Fischzug nach Galaxien im kosmischen Ozean vergleicht, dann haben wir bereits deutlich mehr große Fische aus großer Tiefe an Land gezogen, als wir zuvor erwartet hatten", meint Charles Steinhardt vom Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) der NASA am California Institute of Technology.

Die jetzt vorgestellten Resultate sind ein frühes Ergebnis des neuen Projekts Spitzer Large Area Survey with Hyper-Suprime-Cam, kurz SPLASH, das frühere Hinweise darauf bestätigt, dass die ersten im Universum entstandenen Galaxien deutlich massereicher waren, als man vermutet hatte. Im Rahmen des Projekts wurden bereits Hunderte von weit entfernten Galaxien entdeckt, deren Masse die unserer Milchstraße um das 100-Fache übersteigt und die wir zu einer Zeit sehen, in der das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war.

Der Nachweis so vieler massereicher Galaxien im jungen Universum passt nicht wirklich zu den aktuellen Modellen über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien, nach denen Galaxien durch wiederholte Kollisionen und Verschmelzungen erst im Laufe der Zeit zu massereichen Systemen geworden sind. "Galaxien wachsen schneller als wir gedacht haben", unterstreicht Peter Capek vom IPAC, der verantwortliche Wissenschaftler für SPLASH. "So etwas können wir nur feststellen, indem wir eine große Anzahl mithilfe von Durchmusterungen wie SPLASH finden."

Astronomen hatten auch zuvor schon massereiche Galaxien im jungen Universum aufgespürt, neu ist hingegen die große Anzahl solcher Systeme, die nun mithilfe von Spitzer aufgespürt werden. Im Rahmen des Projekts SPLASH sollen zwei kleine Bereiche am Himmel, die als Cosmic Evolution Survey (COSMOS) und als Subaru/XMM-Newton Deep Field (SXDS) bekannt sind und schon mit anderen Teleskopen beobachtet wurden, über insgesamt 2.475 Stunden mit dem Infrarotteleskop Spitzer anvisiert werden.

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Die beiden Regionen gehören zu den dunkelsten Regionen am Himmel und liegen weit von der hellen Scheibe der Milchstraße, also ihrem "Band", entfernt. Durch lange Beobachtungen in diesem scheinbar leeren Himmelsbereich wurden viele Millionen Galaxien sichtbar, deren Masse man nun, dank Spitzers Infrarotblick, besser abschätzen kann.

Schon die ersten Resultate von SPLASH zeigen, wie wertvoll diese Informationen sind. Die Astronomen müssen nun erklären, wie sich so massereiche Systeme schon so früh in der Geschichte des Universums bilden konnten. "Es ist schon sehr schwer, etwas so Massereiches in so kurzer Zeit entstehen zu lassen", urteilt auch Josh Speagle von der Harvard University. "Es ist durchaus möglich, dass diese Galaxien seit ihrer Geburt ununterbrochen Sterne gebildet haben."

Eine andere Möglichkeit wäre, dass die ersten Galaxien noch etwas früher entstanden sind, als die Astronomen bislang annahmen. Würde man die Entstehungszeit der ersten Systeme von 500 Millionen Jahren nach dem Urknall auf rund 400 Millionen Jahre vorverlegen, bliebe wieder ausreichend Zeit, um die von Spitzer beobachteten massereichen Galaxien durch Verschmelzungen entstehen zu lassen.

Weitere Erkenntnisse erhoffen sich die Wissenschaftler nun von zusätzlichen Beobachtungen der entfernten Galaxien, die mit dem japanischen Subaru-Teleskop auf Hawaii geplant sind. Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters.

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siehe auch
Herschel: Galaxie im jungen Universum gibt Rätsel auf - 18. April 2013
Junges Universum: Entfernte Galaxie mit rasantem Wachstum - 3. Januar 2012
Spitzer: Eine neue Klasse extrem roter Galaxien - 2. Dezember 2011
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Spitzer Space Telescope, Seite der NASA
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