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HUBBLE
Das Geheimnis der kosmischen Schlange
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Zürich
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14. November 2017

Über die Entstehung von Sternen in unserer kosmischen Nachbarschaft wissen Astronomen schon relativ viel. Doch wie entstanden Sterne im jungen Universum? Bei Beobachtungen wurden in entfernten Galaxien gewaltige Sternhaufen entdeckt, die deutlich größer zu sein scheinen, als vergleichbare Strukturen in unserer Milchstraße. Neue Beobachtungen lassen daran nun aber Zweifel aufkommen.

Schlange

Die von den Astronomen untersuchte "kosmische Schlange". Bild: Université de Genève   [Großansicht]

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmäßigkeiten auch für Galaxien in einer früheren Phase des Universums? Das Weltraumteleskop Hubble ermöglicht es den Astronomen inzwischen, sechs oder sieben Milliarden Lichtjahre entfernte Sternsysteme zu beobachten.

Diese Untersuchungen deuteten darauf hin, dass in den entfernten Galaxien Gasnebel und Sternhaufen mit einem Durchmesser von über 3000 Lichtjahren existieren. Diese riesigen Stern- und Gasansammlungen sind deutlich größer als vergleichbare Objekte in der Milchstraße und scheinen bei weit entfernteren Galaxien die Norm zu sein.

Die genaue Untersuchung dieser Phänomene ist auf so langen Distanzen allerdings nur schwer möglich. Ein Team des Observatoriums der Universität Genf und des Zentrums für Theoretische Astrophysik und Kosmologie der Universität Zürich machten sich nun ein besonderes Phänomen zunutze, um mehr über die Sternhaufen in weit entfernten Galaxien zu erfahren: den Gravitationslinseneffekt. Dabei dient ein massereiches Objekt als natürliche Linse, die das Licht einer dahinter liegenden, weit entfernten Galaxie beeinflusst. Durch sie verändert sich die Ausbreitungsrichtung des Lichtes des dahinterliegenden Objektes, und dessen Bild wird vergrößert und vervielfältigt.

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So konnten die Astronomen verzerrte, in die Länge gezogene, sich fast berührende Bilder wahrnehmen, die wie eine kosmische Schlange aussehen. "Die durch die Linse vergrößerte Abbildung ist viel genauer und heller. Wir können hundert Mal kleinere Details in der Galaxie erkennen und fünf unterschiedliche Auflösungen vergleichen, um Struktur und Größe dieser gigantischen Sternhaufen zu bestimmen", sagt Daniel Schaerer, Professor am Observatorium der Universität Genf.

Die internationale Forschergruppe entdeckte, dass die Sternenhaufen nicht ganz so groß und massereich sind, wie die ersten Bilder von Hubble vermuten ließen. Damit stützten sie die bereits früher am Supercomputer durchgeführten Simulationen von Valentina Tamburello vom Institute of Computational Science der Universität Zürich. "Dank der unglaublich hohen Auflösung der kosmischen Schlange konnten wir unsere Berechnungen mit den gemachten Beobachtungen vergleichen. Das war für uns ein besonderer Glücksfall", erklärt sie.

Das Fazit: Entgegen der bisherigen Annahme befindet sich in der untersuchten Galaxie nicht ein großer, sondern mehrere kleine Sternhaufen. "Offenbar können sich gigantische Klumpen in solchen weit entfernten Galaxien nur unter ganz speziellen Bedingungen entwickeln, etwa bei kleineren Verschmelzungen oder unter Einfluss von Kaltgas", so Tamburello. Dass dies hier nicht der Fall ist, war vorher aufgrund der großen Distanz gar nicht nachweisbar gewesen. In ihrer Doktorarbeit schloss Tamburello bereits Ende 2016, dass die tatsächliche Masse und Größe der Sternhaufen nur mit einer höheren Auflösung zu erfassen sei - was jetzt dank Hubble und einer Gravitationslinse gelungen ist.

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Nature Astronomy.

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siehe auch
Galaxien: Sternhaufen verraten Sternentstehungsgeschichte - 9. November 2010
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