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Weit entfernte Galaxienhaufen entdeckt
von Stefan Deiters
astronews.com
18. Februar 2014
Durch die Kombination von Daten des europäischen
Infrarot-Weltraumteleskops Herschel und des ESA-Satelliten Planck
ist es Astronomen gelungen, vier bislang unbekannte Galaxienhaufen aufzuspüren,
deren Licht mehr als zehn Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Der Fund sollte
den Forschern mehr über die Entstehung dieser riesigen kosmischen Strukturen
verraten.
Herschel-Falschfarbenaufnahme
des Himmelsbereichs, in dem einer der
Galaxienhaufen entdeckt wurde. Die Auflösung des
Planck-Satelliten ist durch den grünen Kreis
markiert.
Bild: D. Clements / ESA / NASA |
Gemeinsam geht es manchmal besser: Das bewies jetzt ein internationales
Astronomenteam, das Daten von gleich zwei europäischen Satelliten für die Suche
nach bislang unbekannten Galaxienhaufen in großer Entfernung verwendet hat. Den
Forschern gelang es auf diese Weise vier neue Galaxienhaufen in einer Entfernung
nachzuweisen, in der das zuvor kaum möglich war.
Doch nicht nur das: Die Wissenschaftler vermuten zudem, dass sich auf dem
gleichen Weg noch bis zu 2.000 weitere Haufen dieser Art finden lassen dürften.
Eine Untersuchung dieser Galaxienhaufen sollte den Forschern einiges über die
Entwicklung dieser größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum
verraten.
In Galaxienhaufen finden sich Hunderte oder gar Tausende von Galaxien, die
alle durch ihre gegenseitige Anziehungskraft aneinander gebunden sind. In
unserer näheren Umgebung wurden bereits unzählige dieser Haufen aufgespürt, doch
um zu verstehen, wie diese Haufen entstehen und sich entwickeln, muss man weit
entfernte Galaxienhaufen ausfindig machen, die wir damit zu einem früheren
Zeitpunkt in ihrer Entwicklung sehen.
Die jetzt aufgespürten Galaxienhaufen fallen mit Sicherheit in die gesuchte
Kategorie: Sie sind so weit entfernt, dass ihr Licht mehr als zehn Milliarden
Jahre benötigt hat, um die Erde zu erreichen. Die Astronomen können die
Galaxienhaufen damit in einem Erscheinungsbild untersuchen, das sie hatten, als
das Universum gerade einmal rund drei Milliarden Jahre alt war.
"Es ist zwar schon gelungen, Galaxien zu entdecken, die noch deutlich weiter
entfernt sind, doch die am weitesten entfernten Galaxienhaufen haben wir bislang
in einem Zustand rund 4,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall sehen können. Das
entspricht einer Entfernung von etwa neun Milliarden Lichtjahren", erläutert
David Clements vom Imperial College London, der die Untersuchung
leitete. "Mit unserem neuen Verfahren haben wir Haufen aufgespürt, die bereits
deutlich früher existierten und wir glauben, dass wir noch weiter in die
Vergangenheit gehen können."
Die Galaxienhaufen ließen sich in so einer Entfernung nur deshalb aufspüren,
weil es in ihnen Galaxien gibt, in denen gerade große Mengen an Staub und Gas zu
neuen Sternen umgewandelt werden. Die dabei entstehende Strahlung wurde von
Satelliten wie Herschel und Planck registriert.
In unserer Umgebung werden die meisten Galaxienhaufen von elliptischen
Galaxien dominiert, in denen - im Gegensatz zu den Spiralgalaxien - praktisch
keine Sternentstehung mehr stattfindet. "Wir vermuten, dass wir in diesen
entfernten Galaxienhaufen die Entstehung von elliptischen Riesengalaxien
verfolgen können", so Clements.
Die Daten stammen vom Instrument Spectral and Photometric Imaging
Receiver (SPIRE) an Bord des ESA-Infrarot-Weltraumteleskops Herschel
und wurden im Rahmen des Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey (HerMES)
aufgenommen. "Das tolle an Herschel-SPIRE ist, dass wir große Bereiche
am Himmel mit hinreichender Empfindlichkeit und Schärfe erfassen können, um
diese seltenen und exotischen Objekte zu finden", so Seb Oliver, Leiter der
Himmelsdurchmusterung. "Die neuen Ergebnisse sind genau das, was wir mit HerMES
zu entdecken gehofft hatten."
Das Team um Clements begann mit der Suche allerdings nicht mit den
detaillierten Daten von Herschel: Sie nutzten auch Beobachtungen des
ESA-Satelliten Planck, der weite Bereiche des Himmels erfasst hatte und
suchten darauf nach möglicherweise interessanten Strukturen in Regionen, von
denen genauere Daten von Herschel vorlagen.
Sie entdeckten auf diese Weise 16 interessante Infrarotquellen, von denen
sich die meisten als bekannte nahegelegene Galaxien entpuppten. Bei vier Quellen
allerdings zeigten die Herschel-Daten, dass es sich nicht um eine
Quelle handelte, sondern um eine ganzen Gruppe von schwächeren Quellen, was auf
einen bislang unentdeckten Galaxienhaufen hindeutete.
Durch weiteres Archivmaterial sowie weitere Beobachtungen haben die
Astronomen dann die so entdeckten Galaxienhaufen weiter untersucht und
beispielsweise ihre Entfernung von der Erde bestimmt. Das Team hofft, mit dem
Verfahren bald weitere Galaxienhaufen auch in noch größerer Entfernung aufspüren
zu können. Über die aktuellen Funde berichten die Astrononen in einem
Fachartikel in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society.
Die beiden europäischen Missionen Herschel und Planck sind
inzwischen abgeschlossen. Die Auswertung der Daten wird aber noch Jahre
andauern.
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