Astronomen haben mit dem Spitzer Space Telescope und dem Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA eine riesige Ansammlung von Galaxien in einem sehr weit entfernten Teil des Universums entdeckt. Der Galaxienhaufen liegt etwa 8,5 Milliarden Lichtjahre entfernt und ist die massereichste Struktur, die bislang in einer so großen Distanz gefunden wurde. Galaxienhaufen sind gravitativ aneinander gebundene Gruppen mit bis zu mehreren tausend Galaxien, die jeweils hunderte Milliarden Sterne enthalten. Mit der Zeit wachsen die Galaxienhaufen, indem andere Galaxien sich ihnen anschließen.
Wie haben sich diese Galaxienhaufen im Lauf der Zeit entwickelt? Wie sahen sie vor Milliarden Jahren aus? Um diese Fragen zu beantworten, blicken Astronomen in der Zeit zurück in unser junges Universum. Weil das Licht Zeit benötigt, um uns zu erreichen, können wir sehr weit entfernte Objekte so sehen, wie sie in der Vergangenheit waren. Den neu entdeckten Galaxienhaufen mit der Bezeichnung Massive Overdense Object (MOO) J1142+1527 sehen wir beispielsweise so, wie er vor 8,5 Milliarden Jahren existierte – lange bevor die Erde entstand. Wenn das Licht von entfernten Galaxien zu uns reist, wird es durch die Expansion des Universums in längere, infrarote Wellenlängen verschoben. Hier kommen WISE und Spitzer ins Spiel.
Für Infrarotteleskope ist die Beobachtung entfernter Galaxien wie das Pflücken reifer Kirschen von einem Kirschbaum. Auf den von Spitzer produzierten Infrarotaufnahmen fallen diese entfernten Galaxien als rote Punkte auf, während näher gelegene Galaxien weiß erscheinen. Die Astronomen sichteten zunächst den WISE-Katalog, um Kandidaten für entfernte Galaxienhaufen zu finden. WISE katalogisierte von 2010 bis 2011 auf seinen Bildern hunderte Millionen Objekte am ganzen Himmel.
Dann nutzten die Astronomen Spitzer, um im Rahmen des Massive and Distant Clusters of WISE Survey (MaDCoWS) 200 der interessantesten Objekte genauer zu untersuchen. Spitzer beobachtet nicht den gesamten Himmel wie WISE, kann aber mehr Einzelheiten erkennen. „Es ist die Kombination aus Spitzer und WISE, die uns von einer viertel Milliarde Objekten zu den massereichsten Galaxienhaufen am Himmel gelangen lässt“, sagte Anthony Gonzalez von der University of Florida in Gainesville. Er ist der Hauptautor einer neuen Studie, die am 20. Oktober 2015 in den Astronomical Journal Letters veröffentlicht wurde. Bei diesen Beobachtungen stellte sich MOO J1142+1527 als einer der extremste Galaxienhaufen heraus.
Das W. M. Keck Observatory und das Gemini Observatory auf dem Mauna Kea (Hawaii) wurden verwendet, um die Entfernung zu dem Galaxienhaufen auf 8,5 Milliarden Lichtjahre zu bestimmen. Mit Daten des Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) nahe Owens Valley in Kalifornien konnten die Wissenschaftler dann die Masse des Galaxienhaufens auf etwa eine Billiarde Sonnenmassen bestimmen. Das macht ihn zum massereichsten bekannten Galaxienhaufen in einer solchen Distanz und frühen Zeitperiode.
Den Einschätzungen der Wissenschaftler zufolge könnte MOO J1142+1527 einer von nur einer Handvoll Galaxienhaufen dieser Masse im frühen Universum sein. „Ausgehend von unserem Wissen darüber, wie Galaxienhaufen seit dem Beginn des Universums wachsen, sollte dieser Galaxienhaufen einer der fünf massereichsten sein, die zu jener Zeit existiert haben“, sagte der Co-Autor Peter Eisenhardt, WISE-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien).
Im kommenden Jahr plant das Team, mehr als 1.700 weitere Galaxienhaufen-Kandidaten mit Spitzer zu beobachten und nach den größten zu suchen. „Wenn wir erst einmal die massereichsten Galaxienhaufen gefunden haben, können wir anfangen zu untersuchen, wie sich die Galaxien in diesen extremen Umgebungen entwickelt haben“, sagte Gonzalez.
Das Jet Propulsion Laboratory leitete die WISE-Mission für das Science Mission Directorate in Washington. Im September 2013 wurde WISE reaktiviert, in NEOWISE umbenannt und mit einer neuen Mission betraut, um die Bemühungen der NASA bei der Identifizierung potenziell gefährlicher, erdnaher Objekte zu unterstützen. Das JPL leitet die Spitzer-Mission für das Science Mission Directorate in Washington. Die wissenschaftlichen Operationen und die Datenverarbeitung der Spitzer- und NEOWISE-Daten finden am Infrared Processing and Analysis Center des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena statt. Das Caltech betreibt das JPL für die NASA.
Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4762
(THK)
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