Extrem weit entfernte Galaxien sind normalerweise zu schwach, um beobachtet zu werden – sogar mit den größten Teleskopen. Aber die Natur hat eine Lösung: Der Gravitationslinseneffekt, der von Albert Einstein vorausgesagt und von Astronomen viele Male beobachtet wurde. Jetzt hat ein internationales Astronomenteam unter Leitung von Harald Ebeling von der University of Hawaii in Manoa eine der extremsten Vergrößerungen entdeckt, die auf diesen Effekt zurückgehen.
Das Team nutzte das Weltraumteleskop Hubble, um eine Stichprobe riesiger Galaxienhaufen zu untersuchen. Dabei fanden die Wissenschaftler eine ferne Galaxie namens eMACSJ1341-QG-1, die dank der Raumzeitverzerrungen des massereichen Galaxienhaufens eMACSJ1341.9-2441 um das 30-fache vergrößert erscheint.
Der zugrundeliegende Gravitationslinseneffekt wurde erstmals während der Sonnenfinsternis im Jahr 1919 bestätigt und kann Bilder von fernen Himmelsobjekten dramatisch vergrößern, wenn ein genügend massereiches Objekt zwischen der Hintergrundquelle und uns, den Beobachtern, liegt.
Galaxienhaufen sind enorme Ansammlungen von Dunkler Materie und heißem Gas, das hunderte oder tausende einzelne Galaxien umgibt. All das wird durch die Gravitationskraft zusammengehalten und von Astronomen als starke Gravitationslinsen geschätzt. Durch die Vergrößerung der hinter ihnen liegenden Galaxien agieren massereiche Galaxienhaufen als natürliche Teleskope, die es Wissenschaftlern erlauben, schwache und weit entfernte Quellen zu untersuchen, welche sonst jenseits der Reichweite der leistungsfähigsten von Menschenhand gebauten Teleskope liegen würden.
“Die sehr hohe Vergrößerung dieses Abbildes gibt uns eine seltene Gelegenheit, die stellaren Populationen dieses fernen Objekts zu untersuchen und letztendlich seine unverzerrte Gestalt und Eigenschaften zu rekonstruieren”, sagte das Teammitglied Johan Richard von der University of Lyon, der die Gravitationslinsenberechnungen durchführte.
Obwohl bereits zuvor ähnlich extreme Vergrößerungen beobachtet wurden, stellt die Entdeckung einen neuen Rekord für die Vergrößerung einer seltenen “ruhigen” Hintergrundgalaxie auf – eine, die im Gegensatz zu unserer Milchstraßen-Galaxie keine neuen Sterne in riesigen Wolken aus kaltem Gas bildet.
Der Teamleiter Harald Ebeling erklärte: “Wir spezialisieren uns auf das Aufspüren extrem massereicher Galaxienhaufen, die als natürliche Teleskope agieren, und haben schon viele aufregende Beispiele des Gravitationslinseneffekts entdeckt. Diese Entdeckung sticht dennoch heraus, weil die durch eMACSJ1341 hervorgerufene gigantische Vergrößerung uns erlaubt, einen sehr seltenen Galaxientyp detailliert zu untersuchen.”
Ruhige Galaxien repräsentieren das Endstadium der Galaxienentwicklung und kommen im lokalen Universum häufig vor. “Wenn wir jedoch weiter entfernte Galaxien betrachten, schauen wir auch zurück in der Zeit, deshalb sehen wir Objekte, die jünger sind und ihren Gasvorrat noch nicht aufgebraucht haben sollten”, sagte Mikkel Stockmann, ein Teammitglied von der University of Copenhagen und Experte für Galaxienentwicklung. “Zu verstehen, warum diese Galaxie schon mit der Bildung neuer Sterne aufgehört hat, könnte uns entscheidende Hinweise über die Prozesse liefern, die die Entwicklung von Galaxien steuern.”
Nachfolgebeobachtungen von eMACSJ1341-QG1 sind im Gange, wobei Teleskope in Chile und auf dem Mauna Kea zum Einsatz kommen. Einzelheiten zu der Entdeckung werden in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht und sind online verfügbar.
(THK)
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