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WISE & SPITZER
Gewaltiger Galaxienhaufen im jungen Universum
von Stefan Deiters
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5. November 2015

Mithilfe der Daten des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) und von Beobachtungen des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer haben Astronomen einen gewaltigen Galaxienhaufen in großer Entfernung und damit im jungen Universum aufgespürt. Er könnte zu den massereichsten Strukturen dieser Art in der damaligen Zeit gezählt haben.

MOO J1142+1527

Der Galaxienhaufen MOO J1142+1527. Für diese Ansicht wurden Infrarotdaten von Spitzer (rot) mit Daten des Gemini-Teleskops im nahen Infrarot und im sichtbaren Bereich des Lichts (grün und blau) sowie mit CARMA-Radiobeobachtungen (violett) kombiniert. Bild: NASA / JPL-Caltech / Gemini / CARMA  [Großansicht

Galaxienhaufen sind gewaltige Ansammlungen von Galaxien, die durch ihre gegenseitige Anziehungskraft aneinander gebunden sind. Sie können aus Tausenden von Galaxien bestehen, die dann wieder jeweils viele Milliarden Sternen enthalten. Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum und wachsen, indem sie neue Galaxien in sich aufnehmen.

Die Entwicklung von Galaxienhaufen ist daher für Astronomen, die sich für die Entstehung der großräumigen Strukturen im heutigen Universum interessieren, von großem Interesse. Sie versuchen daher, Galaxienhaufen in möglichst großer Entfernung aufzuspüren. Diese sehen wir dann - wegen der endlichen Geschwindigkeit des Lichts - zu einem Zeitpunkt, zu dem unser Universum noch deutlich jünger war. Der jetzt entdeckte Galaxienhaufen, genannt Massive Overdense Object (MOO) J1142+1527, existierte beispielsweise vor rund 8,5 Milliarden Jahren und damit zu einer Zeit, in der es unser Sonnensystem noch gar nicht gab.

Bei der Beobachtung so ferner Objekte gibt es allerdings ein Problem: Durch die Expansion des Universums wird das Licht zu längeren, roten Wellenlängen hin gedehnt, so dass es schwierig wird, diese Galaxien im sichtbaren Bereich des Lichts zu erkennen. Deswegen ist man auf Beobachtungen im Infraroten angewiesen. Der Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) hat in den Jahren 2010 und 2011 eine gründliche Durchmusterung des gesamten Himmels im Infraroten durchgeführt und dabei viele Millionen Objekte erfasst.

Astronomen haben diesen ungeheuren Datenbestand nun durchsucht, um darin Objekte zu finden, bei denen es sich um entfernte Galaxienhaufen handeln könnte. Die Auswahl fiel auf 200 besonderes interessante Infrarotquellen, die im Rahmen des Projekts "Massive and Distant Clusters of WISE Survey" - abgekürzt MaDCoWS - mithilfe des Weltraumteleskops Spitzer genauer untersucht werden sollten.

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"Dank der Kombination von Spitzer und WISE können wir aus einer Viertelmilliarde Objekten die massereichsten Galaxienhaufen am Himmel herausfiltern", so Anthony Gonzalez von der University of Florida in Gainesville. MOO J1142+1527 stellte sich dabei als eines der massereichsten Objekte heraus.

An den Keck-Teleskopen und dem Gemini-Teleskop auf Hawaii wurde die Entfernung von MOO J1142+1527 auf 8,5 Milliarden Lichtjahre bestimmt. Mit Daten des Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) ließ sich die Masse des Haufens auf etwa eine Billiarde Sonnenmassen bestimmen - er ist damit der massereichste Haufen, der bislang in dieser Epoche des Universums entdeckt wurde.

Nach Ansicht der Astronomen könnte MOO J1142+1527 einer von nur wenigen so massereichen Haufen sein, die es im frühen Universum gegeben hat. "Basierend auf unserem Verständnis darüber, wie sich Galaxienhaufen seit Beginn des Universums entwickelt haben, sollte dieser Haufen zu den fünf massereichsten Haufen in der damaligen Zeit gehört haben", so Peter Eisenhardt, Projektwissenschaftler für WISE am Jet Propulsion Laboratory der NASA.

Das Team plant nun, im kommenden Jahr 1.700 weitere Galaxienhaufen-Kandidaten mit Spitzer unter die Lupe zu nehmen und nach den größten Vertretern zu suchen. "Wenn wir die massereichsten Haufen gefunden haben, können wir damit beginnen, die Entwicklung von Galaxien in diesen extremen Umgebungsbedingungen zu untersuchen", so Gonzalez.

Über ihre Entdeckung berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erschienen ist.

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siehe auch
Galaxienhaufen: 19 Galaxien im jungen Universum - 27. Mai 2014
Spitzer: Lichtbogen verrät entfernten Galaxienhaufen - 27. Juni 2012
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
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Spitzer, Seite der NASA
WISE, Seite der NASA
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