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Rekordblick ins ferne Universum

Astronomie|Physik

Rekordblick ins ferne Universum
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Die durch den Gravitationslinseneffekt verzerrte und verstärkte Galaxie SDP.81, die als nahezu perfekter Einsteinring erscheint, ist hier zu sehen. Herkunftsnachweis: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)
Der Blick ins Universum wird immer schärfer. Nun ist Astronomen die bisher detaillierteste Aufnahme der Sternentstehungsregion einer entfernten Galaxie geglückt. Von der Erde aus wird die Sicht auf diese Galaxie von einer speziellen Version eines Gravitationslinseneffekts verzerrt – durch einen Einsteinring. Diese Störgröße ließ sich jedoch korrigieren. So kamen niemals zuvor beobachtete Strukturen zum Vorschein.

Dieses Animation zeigt, wie Licht aus einer fernen Galaxie durch gravitative Effekte einer Vordergrundgalaxie gekrümmt wird . Herkunftsnachweis: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Luis Calçada (ESO)

Die aktuelle Aufnahme ist ALMA zu verdanken, dem größten Radioteleskop der Welt. Ende 2014 richtete es seinen Blick auf die ferne Galaxie mit der Bezeichnung SDP.81. Ihr Licht unterliegt dem sogenannten Gravitationslinseneffekt: Eine große Galaxie, die sich zwischen SDP.81 und ALMA befindet, wirkt wie eine Linse. Sie krümmt durch ihre Schwerkraft das Licht der weiter entfernten Galaxie und erzeugt ein nahezu perfektes Beispiel eines Einsteinrings. Der legendäre Wissenschaftler hat im Rahmen seiner Allgemeinen Relativitätstheorie solche Verzerreffekte von Gravitationslinsen vorhergesagt. Ein Einsteinring ist dabei eine spezielle Version, bei der die Erde, die Vordergrundgalaxie und die Hintergrundgalaxie perfekt in einer Linie liegen. Dies führt zu einer harmonischen Krümmung des Lichts, was die Hintergrundgalaxie in der Form eines Rings abbildet.

Entzerrter Einsteinring

Gleich mehrere Gruppen von Wissenschaftlern haben unabhängig voneinander die ALMA-Daten von SDP.81 ausgewertet. Durch Modelle waren sie in der Lage, die Verzerrungen herauszukorrigieren, die durch die vergrößernde Gravitationslinse entstanden sind. Die Ergebnisse geben nun noch nie dagewesene Informationen über die Galaxie preis und enthüllen Details über Struktur, Inhalt, Bewegung und andere physikalische Eigenschaften. Staubhaltige Wolken kamen zum Vorschein, von denen man annimmt, dass sie gigantische Lagerstätten kalten molekularen Gases sind, die Geburtsstätten von Sternen und Planeten repräsentieren.

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„Die rekonstruierte ALMA-Aufnahme der Galaxie ist sehr eindrucksvoll“, sagt Rob Ivison, Co-Autor zweier Veröffentlichungen und wissenschaftlicher Direktor der Europäischen Südsternwarte (ESO). „ALMAs gewaltige Lichtsammelfläche, die große räumliche Trennung der Antennen und die stabile Atmosphäre über der Atacamawüste führten zu einer ausgezeichneten Detailschärfe, sowohl im Bild als auch im Spektrum. Wir können Galaxien am anderen Ende des Universums untersuchen und dabei zusehen wie sie verschmelzen und eine riesige Zahl an Sternen produzieren. Das ist die Motivation, die mich morgens aufstehen lässt!“, so der Astronom.

Ein supermassereiches Schwarzes Loch krümmt den Raum

Über die Vordergrundgalaxie haben die Forscher ebenfalls etwas herausgefunden: Die Modellierung des Linseneffekts deutet auf die Existenz eines supermassereichen Schwarzen Lochs in ihrem Zentrum hin. Es ist für den starken Linseneffekt verantwortlich. Den Astronomen zufolge könnte das galaktische Monster mehr als 200 bis 300 Millionen Sonnenmassen besitzen.

Die Anzahl an wissenschaftlichen Arbeiten, die basierend aus den ALMA-Daten aktuell entstanden sind, belegen das Potential der hohen Leistungsfähigkeit des Systems, betont die ESO. Das lässt hoffen, dass ALMA  in den kommenden Jahren Astronomen noch viele weitere grandiose Entdeckungen ermöglichen wird.

Quelle:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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