Astro-Bild der Woche: Der Galaxienhaufen Abell 1689 als Gravitationslinse

Der Galaxienhaufen Abell 1689, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble. Die kleinen Bilder zeigen die Position der weit entfernten Galaxie A1689-zD1. (Hubble / ACS / WFC NICMOS, NASA, ESA, and L. Bradley (JHU), R Bouwens (UCSC), H. Ford (JHU), and G. Illingworth (UCSC))
Der Galaxienhaufen Abell 1689, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble. Die kleinen Bilder zeigen die Position der weit entfernten Galaxie A1689-zD1. (Hubble / ACS / WFC NICMOS, NASA, ESA, and L. Bradley (JHU), R Bouwens (UCSC), H. Ford (JHU), and G. Illingworth (UCSC))

Das Astro-Bild der Woche ist ein eindrucksvolles Beispiel für einen Test der allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins. Seine Theorie traf die Vorhersage, dass elektromagnetische Wellen – also auch Licht – von großen Massen abgelenkt werden. Als große Masse dient hier der Galaxienhaufen Abell 1689 mit seinen über eine Billion Sternen. Der Galaxienhaufen liegt ungefähr 2,2 Milliarden Lichtjahre von unserer Heimatgalaxie entfernt und befindet sich in Richtung des Sternbildes Jungfrau.

Wie auf dem Bild zu sehen ist, agiert er als eine sogenannte Gravitationslinse. Seine immense Masse beugt das Licht von hinter ihm liegenden Galaxien, wodurch es zu charakteristischen Verzerrungen des gebündelten Lichts kommt. Man erkennt, wie einige Galaxien im Hintergrund bogenförmig verzerrt werden. Obwohl eine Untersuchung von derart verzerrten Objekten auf den ersten Blick nicht besonders sinnvoll erscheint, können Astronomen viele nützliche Informationen aus ihnen gewinnen – sowohl über die Objekte selbst als auch über wichtige Eigenschaften des massereichen Galaxienhaufens im Vordergrund.

Da die Verzerrungsmuster auf der Gravitation und damit auf der Masse des Galaxienhaufens beruhen, lassen sich beispielsweise Rückschlüsse auf die Verteilung der Dunklen Materie innerhalb von Abell 1689 ziehen. Die Stärke und Art der Verzerrung kann man anhand von Simulationen mit gegebener Masse voraussagen. Die sichtbare Masse des Galaxienhaufens kann man aus entsprechenden Beobachtungen ableiten.

Sind die vorhandenen Verzerrungen nun größer oder haben eine andere Form als erwartet, muss ein Faktor eine bedeutende Rolle spielen, der in regulären Beobachtungen nicht sichtbar ist und trotzdem eine Gravitationswirkung ausübt. Das ist die Dunkle Materie. Nach aktuellen Forschungen soll sie im Fall von Abell 1689 etwa 99 Prozent seiner Masse ausmachen. Ausgehend von den vorhandenen Verzerrungen schätzen Astronomen, dass nur rund ein Prozent der Masse in dem Galaxienhaufen in der Form von sichtbarer Materie vorliegt.

Da das Licht der Hintergrundobjekte auch gebündelt und damit verstärkt wird, können auf diese Weise auch Objekte entdeckt werden, die ansonsten unterhalb der Nachweisgrenze liegen würden. So etwa die Galaxie mit der Katalogbezeichnung A1689-zD1. Die Galaxie ist mit 12,8 Milliarden Lichtjahren so weit entfernt, dass ihr optisches Licht durch die Expansion des Universums in den infraroten Bereich verschoben wurde. Aus diesem Grund ist sie auf dem optischen Bild des Weltraumteleskops Hubble (links oben) nicht zu sehen. (Anm. d. Red.: Die Entfernung von 12,8 Milliarden Jahren wird hier anhand der reinen Lichtlaufzeit berechnet. Tatsächlich ist sie noch viel weiter entfernt, weil sich das Universum während der vergangenen 12,8 Milliarden Jahre weiter ausgedehnt hat.)

Erst das Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) an Bord des Hubble-Teleskops konnte die Galaxie sichtbar machen, weil es infrarotes Licht registriert. Auch in Daten des auf Infrarotbeobachtungen spezialisierten Weltraumteleskops Spitzer konnte die Galaxie nachgewiesen werden. Es handelt sich um eine der am weitesten entfernten Galaxien, die der Wissenschaft bekannt sind. Sie entstand im sogenannten Dunklen Zeitalter des Universums, das rund 400.000 Jahre nach dem Urknall begann und bis in eine Zeit anhielt, als das Universum rund eine Milliarde Jahre alt war.

Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA10237.jpg

Anmerkung der Redaktion
Die anderen drei Vorschläge für das Astro-Bild der Woche waren:
Bild 2: Corona Australis und der Coronet Cluster
Bild 3: Der Kugelsternhaufen NGC 362
Bild 4: wird nächste Woche zum Astro-Bild

(THK)

Werbung

Ersten Kommentar schreiben

Antworten

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.


*