Galaxienhaufen wurden lange Zeit als wichtige Labore für die Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien angesehen. Das Aufstreben der neuen Generation von Millimeter- und Submillimeter-Teleskopen wie dem South Pole Telescope (SPT) hat es möglich gemacht, schwache Galaxienhaufen über große Himmelsausschnitte hinweg zu identifizieren. Dafür wird ein Effekt genutzt, den Rashid Sunjajew und Jakow Seldowitsch erstmals im Jahr 1969 erkannten: Wenn heiße Elektronen in dem Gas des Galaxienhaufens mit Licht des allgegenwärtigen kosmischen Mikrowellenhintergrundes wechselwirken, erhöhen sie dessen Helligkeit ein klein wenig.
Das Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) ist eine Partnerinstitution des South Pole Telescope, die eine umfassende Durchmusterung von etwa sechs Prozent des gesamten Himmels mit einer Empfindlichkeit und Winkelauflösung durchführte, die für die Entdeckung weit entfernter Galaxienhaufen geeignet ist. Die Distanz reicht dabei bis in eine Epoche, die rund vier Milliarden Jahre nach dem Urknall liegt. Ein Vorteil der Untersuchung dieser Stichprobe von Galaxienhaufen ist, dass die Entwicklung der Galaxienhaufen und ihrer Populationen leichter zu entschlüsseln ist, weil sie aufgrund ihrer heißen Gassignaturen identifiziert wurden und nicht anhand des Sternlichts ihrer Mitgliedgalaxien.
Der Astronom Brian Stalder vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und ein Kollegenteam nutzten die Daten des SPT-Survey, um 26 der massereichsten bekannten Galaxienhaufen zu identifizieren, jeder mit einer Masse von etwa einer Million Milliarden Sonnenmassen. Sie stellten fest, dass die Galaxienhaufen weitgehend mit dem aktuellen Wissen über die Entwicklung massereicher Galaxienhaufen und der Sterne in diesen Galaxien übereinstimmen. Die Modelle sprechen im Allgemeinen für eine passive Entwicklung – das bedeutet ohne ungewöhnliche Störungen durch Kollisionen oder Interaktion mit Schwarzen Löchern im Zentrum. Sie lassen darauf schließen, dass ein Großteil der Sternentstehungsprozesse und Galaxienverschmelzungen in einer noch früheren Epoche stattfanden, als diese Stichprobe umfasst.
Die Wissenschaftler betonen jedoch, dass eine größere Stichprobe benötigt wird, um die Schlussfolgerungen zu ziehen, und dass diese Strichprobe zurzeit mit anderen großen, optischen Teleskopen gemacht wird. Dazu gehört unter anderem das Magellan 6,5 Meter-Zwillingsteleskop in Chile, wovon das SAO ebenfalls ein führender Partner ist.
Abhandlung: „Galaxy Populations in the 26 Most Massive Galaxy Clusters in the South Pole Telescope SPT-SZ Survey“ von Zenteno, A.; Mohr, J. J.; Desai, S.; Stalder, B.; Saro, A.; Dietrich, J. P.; Bayliss, M.; Bocquet, S.; Chiu, I.; Gonzalez, A. H.; Gangkofner, C.; Gupta, N.; Hlavacek-Larrondo, J.; McDonald, M.; Reichardt, C.; Rest, A., MNRAS 462, 830, 2016.
(THK)
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