Neue Methode zum Auffinden kosmischer Linsen erleichtert Erforschung ferner Galaxien
Ein europäisches Team von Astronomen hat eine neue Methode zum Aufspüren kosmischer Vergrößerungsgläser entdeckt, die Wissenschaftlern einen Blick in ferne Galaxien ermöglichen. Den Forschern zufolge wird die Fähigkeit zur Erforschung von Galaxien, die bisher für eine Untersuchung zu weit entfernt waren, wichtige Erkenntnisse zu der Frage liefern, wie sich Galaxien im Laufe der Geschichte des Kosmos verändert haben. Die Ergebnisse stammen aus den ersten Daten des Projekts Herschel-ATLAS (Astrophysical Terahertz Large Area Survey) der Europäischen Weltraumorganisation und wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht. Entdeckt wurden die kosmischen Linsen mithilfe des Weltraumobservatoriums Herschel der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), das Licht im fernen Infrarotbereich einfängt. Dieses wird nicht von Sternen, sondern von Gasen und Staub, aus denen sie zusammengesetzt sind, emittiert. Forschungsleiter Dr. Mattia Negrello von der Open University im Vereinigten Königreich sagte: "Wir suchen nach Lichtquellen im Submillimeterbereich. Der große Durchbruch besteht in unserer Entdeckung, dass viele der hellsten Quellen von Linsen vergrößert werden. Somit sind wir nicht mehr auf die eher ineffizienten Methoden zum Auffinden von Linsen angewiesen, die im sichtbaren und im Radiowellenlängen-Bereich verwendet werden." Die Bilder von Herschel-ATLAS zeigen Tausende von Galaxien, von denen die meisten so weit entfernt sind, dass das Licht Milliarden von Jahren unterwegs war, bevor es bei uns eintraf. Dr. Negrello und sein Team untersuchten fünf überraschend helle Objekte in einem kleinen Himmelsabschnitt. Bei der Betrachtung der Positionen dieser hellen Objekte mithilfe optischer Teleskope auf der Erde fanden die Forscher Galaxien, die im fernen Infrarot-Wellenlängenbereich von Herschel normalerweise nicht hell erscheinen. Dies führte zu der Vermutung, dass es sich bei den im sichtbaren Licht beobachteten Galaxien um Gravitationslinsen handelt, die die von Herschel beobachteten, viel weiter entfernten Galaxien vergrößern. Dr. David Bonfield von der Universität Hertfordshire im Vereinigten Königreich verwendete Messungen im sichtbaren und nahen Infrarotbereich, die aus vorhandenen Bildern im sichtbaren Bereich genommen wurden, um die Entfernungen zu den vermutlich als Linsen fungierenden Galaxien zu schätzen. "Das Licht von weiter entfernten Galaxien dehnt sich in längere, rötere Wellenlängen aus, weil es eine längere Strecke durch das Universum zurücklegt, bevor es uns erreicht", erklärte er. "Also können wir anhand der Farben, in denen sie erscheinen, auf ihre Entfernung schließen." Um die tatsächliche Entfernung der Lichtquellen hinter den Linsen zu erhalten, suchten Dr. Negrello und sein Team nach einer verräterischen Signatur von Molekülwolken. Mit Radio- und Submillimeter-Teleskopen am Boden zeigten sie, dass diese Signatur darauf hinweist, dass die Bilder der Galaxien aus einer Zeit stammen, in der das Universum nur zwischen 2 und 4 Milliarden Jahre alt war, also weniger als ein Drittel seines heutigen Alters. Die mit den optischen Teleskopen gesehenen Galaxien sind viel näher und jeweils ideal positioniert, um eine Gravitationslinse zu bilden. "Vergangene Suchen nach vergrößerten Galaxien konzentrierten sich auf Galaxienhaufen, bei denen die große Masse des Clusters den Gravitationslinseneffekt unvermeidbar macht", sagte Dr. Negrello. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Gravitationslinseneffekt nicht nur bei ein paar, sondern bei allen fernen und hellen Galaxien, die von Herschel gesehen werden, wirkt." Astronomen der Universität Hertfordshire zufolge sind im weiteren Verlauf der Beobachtungen noch "viele weitere spannende Ergebnisse zu erwarten". Dem Projekt Herschel ATLAS wurden 600 Stunden zugeteilt, um mit Herschel 550 Quadratgrad des Himmels zu erforschen. Dabei wird man auf geschätzte 250.000 Galaxien stoßen, vom nahen Universum bis hin zu Galaxien aus einer Zeit, als das Universum lediglich 2 Milliarden Jahre alt war. Das Weltraumobservatorium Herschel wurde im Mai 2009 in Betrieb genommen und führt nach Angabe der Forscher routiniert seine wissenschaftliche Arbeit durch. Es wird seine Beobachtungen noch zweieinhalb Jahre lang weiterführen, bis das als Kühlmittel dienende flüssige Helium zur Neige geht. Bei der vom TIME Magazin durchführten Wahl zur besten Erfindung des Jahres 2009 landete Herschel auf dem siebten Platz.
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Vereinigtes Königreich