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Wissenschaft

02.03.2005 - XXM NEWTON

Alter Galaxienhaufen im jungen Universum

Astrophysikalisches Institut Potsdam macht faszinierende Entdeckung

Stephanie Scholz

 
 

Beobachtungen von XMM-Newton (ESA)
und des VLT in Chile (Bild AIP/ESO)

Bei der Analyse zahlreicher Aufnahmen des ESA-R?ntgensatelliten XMM-Newton sind Wissenschaftler des Astrophysikalischen Instituts Potsdam (AIP) in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam auf den am weitesten entfernten Galaxienhaufen gesto?en, der bisher im R?ntgenbereich entdeckt wurde. Genauere Untersuchungen haben ergeben, dass sich das Objekt in einer Entfernung von etwa neun Milliarden Lichtjahren von der Erde befindet und die Masse von etwa 1000 Milchstra?en besitzt. Mit dieser Entdeckung wurde gezeigt, dass sich bereits in einer fr?hen Epoche des Universums derartig massereiche Strukturen entwickeln konnten.

Galaxienhaufen bestehen aus mehreren hundert oder sogar tausenden Galaxien, die allein durch ihre Schwerkraft aneinander gebunden sind. Die eigentliche Masse des Galaxienhaufens machen jedoch nicht die Galaxien selbst aus, sondern die nicht leuchtende ?Dunkle Materie? und hei?es Gas, das sich zwischen den Galaxien befindet. Dieses Gas, das die Masse der sichtbaren Galaxien um etwa das F?nffache ?bertrifft, strahlt aufgrund seiner hohen Temperaturen von bis zu 100 Millionen Grad haupts?chlich im R?ntgenbereich. Deshalb lassen sich Haufen verh?ltnism??ig leicht auf R?ntgenaufnahmen des Himmels als diffuse, neblig leuchtende Flecken nachweisen.

  Entdeckungsbild des Galaxienhaufens
  rechts oben auf einer Aufnahme von
  XMM-Newton. Das eigentliche Ziel der
  Aufnahme war die Galaxie NGC7314 im
  Vordergrund. Bild: ESA/AIP
Eben dieses R?ntgenlicht haben Astrophysiker des AIP auf Aufnahmen des R?ntgen-observatoriums XMM-Newton der ESA entdeckt. ?Mit der am AIP entwickelten Software haben wir R?ntgenaufnahmen auf der Suche nach solchen Nebelflecken durchmustert, wobei 200 Felder mit einer Nettobeobachtungszeit von 70 Tagen untersucht wurden?, sagt Dr. Axel Schwope, Teamleiter am AIP. Bei Untersuchungen einer nahen Galaxie tauchte im Gesichtsfeld eine derartig diffus leuchtende Lichtquelle auf. Aus dieser Richtung wurden bei einer ?ber zw?lfst?ndigen Messung nur 280 Photonen gez?hlt, im Schnitt also alle zweieinhalb Minuten ein Lichtteilchen. Diese extrem geringe Strahlung galt als erstes Indiz f?r die gro?e Entfernung der Quelle.

Nachfolgende Beobachtungen wurden mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der University of Michigan, des MPE (Max-Planck-Institut f?r extraterrestrische Physik) und der ESO (European Southern Observatory)  im roten und nahinfraroten Spektralbereich durchgef?hrt. Sie zeigten eine Ansammlung von Galaxien mit einer auff?llig roten F?rbung am Ort des R?ntgennebels. Mit weiteren detaillierten VLT-Aufnahmen konnte auf eine Rekordrotverschiebung und damit Rekordentfernung von neun Milliarden Lichtjahren geschlossen werden. Die Masse des Haufens wurde auf ungef?hr 1.000 Milchstra?en abgesch?tzt und ist damit vergleichbar mit den gro?en Galaxienhaufen im heutigen Universum.

   Verteilung bekannter Gala-
   xienhaufen ?ber die Entfer-
   nung.  Der Beobachter be-
   findet sich  unten, der
   neu entdeckte Galaxien-
   haufen ist oben rechts
   Bild ESO
Die Rotverschiebung wird durch die Expansion des Universums hervorgerufen und ist nicht nur ein Ma? f?r Entfernung eines Objektes, sondern auch f?r den Blick in die Vergangenheit. Aufgrund der endlichen Geschwindigkeit des Lichtes lassen sich astronomische Objekte nur in dem Zustand beobachten, in dem sie das Licht zur Erde aussandten. Die Rotverschiebung der entdeckten R?ntgenquelle entspricht einer Entfernung von 9 Milliarden Lichtjahren. Man sieht den Galaxienhaufen folglich so, wie er vor 9 Milliarden Jahren aussah, also zu einer Epoche, als das Universum erst ein Drittel seines heutigen Alters hatte. Da offensichtlich bereits zu dieser fr?hen Zeit die Struktur des Galaxienhaufens vollst?ndig ausgepr?gt war, handelt es sich gewisserma?en um einen alten Galaxienhaufen im jungen Universum.

Die Entdeckung eines solchen Galaxienhaufens ist f?r die Astrophysik wie f?r die Arch?ologie die Entdeckung einer Gro?stadt mit vollst?ndig ausgebildeter Infrastruktur im Altertum. ?Wenn man weitere solcher ?Gro?st?dte? in dieser fr?hen kosmologischen Epoche findet und eine Art ?Volksz?hlung? durchf?hrt, kann man R?ckschl?sse auf die Strukturbildung im Universum ziehen. Auf der Suche nach weiteren R?ntgennebeln werden wir noch zahlreiche Beobachtungen von XMM-Newton analysieren ?, erkl?rt Dr. Georg Lamer, Wissenschaftler am AIP. 

 

Mehr im Internet:
Astrophysikalisches Institut Potsdam 
Max-Planck-Institut f?r extraterrestrische Physik  
European Southern Observatory 

 


_britische Lebens- und Rentenversicherungen 234 un


 

 

 



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