Foto: ESA/Hubble/NASA/A. Cava

"Kosmische Schlange" durch Gravitationslinse erspäht

25. November 2017, 11:57

Sechs Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie konnte erstmals genauer untersucht werden

Zürich – Astronomen haben mithilfe einer Gravitationslinse die Struktur einer sechs Milliarden Lichtjahre entfernten, gigantischen Galaxie untersucht. Deren Aufbau war bisher aufgrund der großen Distanz rätselhaft, berichten die Forscher in "Nature Astronomy".

Das Hubble-Weltraumteleskop erlaubt Wissenschaftern seit Jahren, tief ins Universum zu blicken und sechs oder sieben Milliarden Lichtjahre entfernte Sternensysteme zu beobachten. Dort scheint es demnach gigantische Galaxien zu geben, die rund tausendmal größer sind als unsere Milchstraße. Für diese fernen Galaxien, die deutlich älter sind als die Milchstraße, scheinen Durchmesser von mehr als 3.000 Lichtjahren sogar die Norm zu sein.

Nützliches Gravitationsfeld

Aufgrund der gewaltigen Entfernung war es aber bisher schwierig, Details über diese Riesen-Galaxien herauszufinden. Astronomen nutzen daher Simulationen. Forscher der Universitäten Zürich und Genf konnten nun gemeinsam solche Simulationen bestätigen – mithilfe des Gravitationslinseneffekts.

Wie aus Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie hervorgeht, krümmen sehr massereiche kosmische Objekte mit ihrem Gravitationsfeld das Licht, beispielsweise das einer dahinterliegenden Galaxie. Das Gravitationsfeld kann dabei wie eine Linse wirken und die Ausbreitungsrichtung des Lichts des dahinterliegenden Objekts ändern – und das machen sich Astronomen zunutze.

Mit dem Teleskop durch eine solche Gravitationslinse betrachtet, sahen die Forschenden die Riesen-Galaxie mehrfach vervielfältigt, verzerrt und vergrößert abgebildet. Die lang gezogenen, sich fast berührenden Bilder erinnerten an eine "kosmische Schlange", so die Wissenschafter.

Mehrere Haufen

"Die durch die Linse vergrößerte Abbildung ist viel genauer und heller", sagte Daniel Schaerer von der Uni Genf. "Wir können hundertmal kleinere Details in der Galaxie erkennen und fünf unterschiedliche Auflösungen vergleichen, um Struktur und Größe dieser gigantischen Sternhaufen zu bestimmen."

Das Ergebnis: Die Sternhaufen sind offenbar nicht ganz so groß und massiv wie die Hubble-Bilder vermuten ließen. Die beobachtete Riesen-Galaxie besteht außerdem nicht aus einem einzigen gigantischen Haufen, sondern setzt sich aus mehreren kleinen zusammen.

"Offenbar können sich gigantische Klumpen in solchen weit entfernten Galaxien nur unter ganz speziellen Bedingungen entwickeln", sagte Valentina Tamburello von der Uni Zürich. Dass dies bei der beobachteten Galaxie nicht der Fall ist, sei wegen der großen Beobachtungsdistanz zunächst gar nicht nachweisbar gewesen. (APA, red, 25.11.2017)