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Veröffentlicht: 27.11.2014, 19:00 Uhr

Die älteste Minigalaxie Ein Frühchen des Universums

Mit dem Weltraumteleskop Hubble ist die genaueste Entfernungsmessung einer Galaxie gelungen, die bereits im jungen Universum existierte. Ihr Licht benötigt 13 Milliarden Jahre bis zur Erde.

von Hermann-Michael Hahn
© Hubbel, Esa, Nasa Galaxienhaufens Abell 2744 im Südhimmel-Sternbild Bildhauer, aufgenommen vom Weltraumteleskop Hubble.

Bei der Suche nach den ältesten Galaxien im Kosmos und deren Bausteinen ist einer internationalen Gruppe von Astronomen jetzt ein besonders frühes Objekt „ins Netz gegangen“. Dabei handele es sich um eines der kleinsten, lichtschwächsten und entferntesten Systeme, das man bislang beobachtet hat, schreiben Adi Zitrin vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen in den „Astrophysical Journal Letters“.  Die Forscher konnten die Entfernung der nur etwa 850 Lichtjahre großen Galaxie mit großer Präzision abschätzen. Danach benötigt ihr Licht mehr als 13 Milliarden Jahre bis zur Erde.

Die Forscher um Zitrin sind auf die Minigalaxie gestoßen, als sie eine Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble von der Umgebung des Galaxienhaufens Abell 2744 im Südhimmel-Sternbild Bildhauer begutachteten. Aufgefallen war die Minigalaxie aufgrund ihrer extrem rötlichen Farbe, die man als ersten Hinweis auf ihre extrem große Entfernung wertete. Denn je länger das Licht eines kosmischen Objektes zu uns unterwegs ist, desto mehr wird seine Wellenlänge durch die zwischenzeitliche Expansion des Universums gedehnt, und desto röter erscheint es - ein Effekt, der als kosmologische Rotverschiebung bezeichnet wird.

Gravitationslinsen verraten Minigalaxie

Ohne die „Hilfe“ des vorgelagerten Galaxienhaufens Abell 2744 wäre das schwache, rötliche Licht der Sternansammlung jedoch unentdeckt geblieben: Aufgrund seiner großen Masse von insgesamt rund einer Billiarde Sonnenmassen wirkt der rund vier Milliarden Lichtjahre entfernte Haufen als gewaltige Gravitationslinse, die das Licht dahinter liegender Galaxien ähnlich wie eine optische Linse bündeln und so verstärken kann.

Gravitationslinse Abell 2744 © Hubble, Nasa, Esa Vergrößern Der Galaxienhaufen Abell 2744 und die drei Bilder der entfernten Galaxie (a, b, c) erzeugt durch den Gravitationslinseneffekt..

Bei extrem weit entfernten und entsprechend lichtschwachen Objekten wie der Minigalaxie versagt allerdings das klassische Verfahren der Spektrallinien-Messung zur Bestimmung der Entfernung, weil dazu extrem lange Belichtungszeiten vonnöten wären. Dennoch ist es Zitrin und seinen Kollegen gelungen, die Distanz der aufgespürten Minigalaxie recht zuverlässig zu ermitteln. Dazu bedienten sie sich eines Effekts der Gravitationslinse Abell 2744.

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Die ungleichförmige Verteilung der Materie innerhalb des vorgelagerten Galaxienhaufens kann nämlich für Mehrfachbilder ein und desselben Hintergrundobjektes sorgen. Diese stehen umso weiter auseinander, je größer der Abstand zwischen dem als Gravitationslinse wirkenden Haufen und dem abgebildeten Objekt ist. Die Astronomen um Zitrin profitierten davon, dass die Abbildungswirkung von Abell 2744 vor ein paar Jahren von Forschern um Julian Merten - damals am Institut für Theoretische Physik der Universität Heidelberg tätig - bestimmt wurde. Dadurch konnten sie die Entfernung der Minigalaxie recht zuverlässig abschätzen: Danach wurde ihr Licht ausgesandt, als das Universum gerade einmal rund 500 Millionen Jahre alt war.

Das Alter des Kosmos schätzt man auf 13,8 Milliarden Jahre. Aus der Untersuchung dieser Minigalaxie und anderer ähnlich weit entfernter Objekte versprechen sich die Astronomen wichtige Hinweise auf die Vorgänge im frühen Universum und die Entstehung der heute beobachtbaren kosmischen Strukturen.

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