GALAXIEN
Unerwartete Funde im Perseus-Haufen
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Heidelberg
astronews.com
23. August 2017

Astronomen haben im Zentrum des Perseus-Galaxienhaufen Galaxien entdeckt, die sie dort eigentlich nicht erwartet hatten, nämlich Galaxien mit einer außerordentlich geringen Sterndichte. Wie diese Systeme einst entstanden sind und warum sie überhaupt in dieser Form existieren können, wissen die Wissenschaftler noch nicht. Sie hoffen auf weitere Beobachtungen in anderen Regionen des Haufens.

Der zentrale Bereich des Perseus-Galaxienhaufens. Das Bild wurde aus einer Vielzahl lang belichteter Aufnahmen zusammengesetzt, die mit dem 4,2-Meter-William-Herschel-Teleskop auf der Insel La Palma gewonnen wurden. Nur schwach erkennbar sind die ultra-diffusen Galaxien, wie die Vergrößerung zeigt. Das gesamte Bild hat am Himmel etwa den Durchmesser des Vollmonds. Bild: Carolin Wittmann, ZAH/ARI   [Großansicht]

Astronomen haben sehr große und dennoch schwach leuchtende Galaxien an einem Ort im Universum entdeckt, an dem die Experten sie nie erwartet hätten: im Zentrum eines gigantischen Galaxienhaufens. Es handelt sich um sogenannte ultra-diffuse Galaxien mit einer außerordentlich geringen Sterndichte, deren Entdeckung "erstaunlich und rätselhaft zugleich ist", so Dr. Thorsten Lisker vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH).

Unser Sonnensystem befindet sich mitten in einer großen Galaxie, der Milchstraße, die sich aus vielen Milliarden Sternen zusammensetzt. Mit bloßem Auge sind davon rund 3.000 Sterne zu sehen. Würde sich die Erde jedoch stattdessen in einer ultra-diffusen Galaxie befinden, so wären lediglich einige Dutzend Sterne und nur der "Hauch" einer Galaxie am Nachthimmel erkennbar.

In dieser speziellen Klasse von Galaxien, deren Bezeichnung von ihrem extrem diffusen Aussehen stammt, sind offensichtlich viel weniger Sterne als in anderen Galaxien entstanden oder sie wurden ihnen vor langer Zeit durch die galaktischen Gezeitenkräfte "entrissen". Erst seit drei Jahren suchen Astronomen das Universum systematisch nach solchen ultra-diffusen Galaxien ab.

Mithilfe großer Teleskope und neuer Technologien wurden sie dabei vor allem in großen Galaxienhaufen fündig. Die Heidelberger Forscher konnten nun zu ihrer Überraschung rund 90 solcher Galaxien im Zentralbereich des Perseus-Galaxienhaufens identifizieren. Der Perseus-Haufen ist eine dichte Ansammlung Hunderter großer und kleiner Galaxien in einer Entfernung von rund 240 Millionen Lichtjahren. Erstaunlicherweise scheinen die meisten der ultra-diffusen Galaxien intakt zu sein; trotz eines starken Gezeitenfeldes zeigen nur wenige von ihnen mögliche Zeichen einer laufenden Zerstörung.

"Wir haben uns gefragt, wie die empfindlichen ultra-diffusen Galaxien überhaupt in einer so unruhigen Umgebung wie einem Galaxienhaufen überleben konnten", erläutert Carolin Wittmann, Doktorandin an dem zum ZAH gehörenden Astronomischen Rechen-Institut (ARI). "Möglicherweise sind die Sterne in den ultra-diffusen Galaxien durch einen besonders hohen Gehalt an Dunkler Materie gravitativ gebunden." Dafür spricht nach Ansicht der Wissenschaftlerin auch, dass kaum Anzeichen für Wechselwirkungen mit größeren Galaxien gefunden wurden.

Grundlage der Heidelberger Forschungen sind langbelichtete Aufnahmen des Perseus-Galaxienhaufens, die im Jahr 2012 mit dem 4,2-Meter-Spiegel des William-Herschel-Teleskops auf der Kanareninsel La Palma gewonnen wurden. "Ursprünglich wollten wir damit bekannte kleine Galaxien daraufhin untersuchen, welche Auswirkungen hier die Gezeitenkräfte haben und welche strukturellen Störungen sie nach sich ziehen. Die außergewöhnliche Qualität der Daten erlaubte es uns aber, zahlreiche ultra-diffuse Galaxien ausfindig zu machen", erklärt Lisker, der das Projekt am ARI initiiert und betreut hat.

Seine Forschungsgruppe und die internationalen Partner hoffen nun auf ähnlich hochwertige Daten für die äußeren Bereiche des Perseus-Haufens. Hier sind die Kräfte, die auf Galaxien einwirken, deutlich schwächer. Damit sollte mehr vom ursprünglichem Aussehen der Galaxien erhalten sein, wie Lisker betont.

Über ihre Entdeckung berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist.