Der “Elliot Arc” – Eine mit Glück entdeckte Gravitationslinse

Ein optisches Bild des "Elliot Arc" (Buckley-Geer et al.)
Ein optisches Bild des "Elliot Arc" (Buckley-Geer et al.)

Der von einem Lichtstrahl zurückgelegte Weg wird unter der Einwirkung von Materie gebeugt. Diese bemerkenswerte Voraussage, die Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie machte, wurde durch Beobachtungen der Sonnenfinsternis von 1919 bestätigt. Eine Folge dieses Phänomens ist, dass Licht einer entfernten Galaxie, welches auf seinem Weg zur Erde eine im Vordergrund liegende Galaxie passiert, verzerrt wird, so wie Licht durch eine Glaslinse gebeugt wird und das Erscheinungsbild von Objekten verändert, die man damit betrachtet.

Astronomen bezeichnen eine einwirkende Galaxie in dieser Rolle als “Gravitationslinse”; das Objekt, dessen Licht gebeugt wird, nennt man “lensed Galaxy” (Anm. d. Red.: Ganz exakt lässt sich der Ausdruck nicht übersetzen. Er bedeutet sinngemäß soviel wie “gebeugte” oder “verzerrte” Galaxie, womit die abgebildete Hintergrundgalaxie gemeint ist.) Das erste auf diese Weise gravitativ verzerrte Objekt wurde 1979 entdeckt und seitdem wurden mehrere Dutzend dieser Galaxien gefunden. Solche Entdeckungen sind allerdings schwer zu machen, weil die verzerrten Galaxien weit entfernt und sehr schwach sind und zufällig am Himmel verstreut sind, während es viele Millionen anderer Galaxien gibt, die zumindest auf den ersten Blick ähnlich erscheinen.

Der Astronom Mark Brodwin vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ist Mitglied eines Forschungsteams, das eine Reihe von Bildern untersucht, die im Rahmen einer empfindlichen Durchmusterung des extragalaktischen Himmels gemacht wurden, um die kosmologische Expansion des Universums zu studieren. Sie entdeckten auf einem Bild ein schönes Beispiel für eine Gravitationslinse in Form eines violettfarbenen Rings um eine Galaxie. Der leitende Autor benannte die Quelle nach seinem Neffen als “The Elliot Arc” (“Elliot Bogen”). Nachfolgende Untersuchungen ergaben, dass die beugende Galaxie ungefähr 4,9 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Analysen des Elliot Arc enthüllten, dass er das verzerrte Abbild einer viel weiter entfernten Galaxie ist, welche rund 10,1 Milliarden Lichtjahre entfernt liegt.

Die Wissenschaftler waren außerdem in der Lage schlusszufolgern, dass die nahe Galaxie tatsächlich ein riesiger Galaxienhaufen mit einer Gesamtmasse von 20.000 Milchstraßen ist. Sie fanden auch heraus, dass die entfernte Galaxie eine deutlich schwächere Sternentstehungsrate zu haben scheint, als gemäß aktueller Modelle erwartet wird – aber Entdeckungen wie diese, die die Grenzen unseres Wissens erweitern, verfeinern oft unser Verständnis des entfernten Universums.

Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2011/su201146.html

(THK)

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