Schlagwort: Gravitationslinse

Veröffentlicht am

Abell 370: Galaxienhaufen-Gravitationslinse

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit: NASA, ESA, Hubble; Bearbeitung und Bildrechte: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)

Beschreibung: Was sind diese seltsamen Bögen? Beim Abbilden des Galaxienhaufens Abell 370 entdeckten Astronomen einen ungewöhnlichen Bogen. Die Natur des Bogens wurde nicht sofort erkannt, sondern erst, als bessere Bilder zeigten, dass der Bogen eine noch nie zuvor beobachtete Art astrophysikalisch verzerrter Abbildungen in Gravitationslinsen war, bei denen das Zentrum eines ganzen Galaxienhaufens die Linse ist.

Heute wissen wir, dass dieser Bogen – der hellste Bogen im Haufen – eigentlich aus zwei verzerrten Bildern einer ziemlich normalen Galaxie besteht, die zufällig weit entfernt dahinter liegt. Durch die Gravitation von Abell 370 wurde das Licht der Hintergrundgalaxien – und anderer Galaxien – verteilt, sodass es auf mehrfachen Lichtlaufwegen zum Beobachter gelangte – ähnlich wie wenn ein fernes Licht durch den Stiel eines Weinglases leuchtet.

Fast alle hier abgebildeten gelblichen Strukturen sind Galaxien im Haufen Abell 370. Ein scharfes Auge erkennt jedoch viele seltsame Bögen und verzerrte Bogenteile, die eigentlich die Bilder ferner normaler Galaxien sind, welche durch Gravitation gebrochen wurden. Untersuchungen von Abell 370 und seiner Bilder bieten Astronomen einen einzigartigen Blick auf die Verteilung normaler und Dunkler Materie in Galaxienhaufen und im Universum.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Auswärtige Galaxien

Siehe Erklärung. Ein Klick auf das Bild lädt die höchstaufgelöste verfügbare Version.

Bildcredit und Bildrechte: Daten – Hubble-Vermächtnisarchiv, Bearbeitung – Domingo Pestana

Diese Galaxiengruppe ist weit, weit weg. Sie ist etwa 450 Millionen Lichtjahre vom Planeten Erde entfernt. Katalogisiert ist der Galaxienhaufen als Abell S0740. Das Bild des Weltraumteleskops Hubble wurde neu bearbeitet. Es zeigt eine beachtliche Auswahl an Galaxien, die unterschiedlich groß und geformt sind. Im Vordergrund sind nur wenige gezackte Sterne im Feld verteilt.

Die große zentrale elliptische Galaxie ESO 325-G004 rechts neben der Mitte ist hier sehr markant. Sie umfasst mehr als 100.000 Lichtjahre und enthält ungefähr 100 Milliarden Sterne. Damit ist sie ähnlich groß wie die Spirale unserer Milchstraße. Hubbles Daten zeigen sogar bei diesen fernen Galaxien einen Reichtum an Details. Dazu gehören die Arme und Staubbahnen, Sternhaufen, Ringstrukturen und Bögen von Gravitationslinsen.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Zufallsblitz – ein Kandidat für den bisher fernsten Stern

Die Markierung im linken Bild zeigt einen besonderen Stern, der in den Einschüben rechts markiert ist. Im oberen Bild von 2011 ist an der Stelle kein Stern, im unteren Bild von 2016 tauchte er wie aus dem Nichts auf.

Bildcredit: NASA, ESA und P. Kelly (U. Minnesota) et al.

Stammt dieser Blitz vom fernsten Stern, den wir je gesehen haben? Auf Bildern des Weltraumteleskops Hubble wurde zufällig ein unerwarteter Lichtblitz entdeckt. Er ist vielleicht nicht nur ein ungewöhnliches Ereignis, bei dem eine Gravitationslinse entstand. Es kann sein, dass er das Bild eines normalen Sterns ist, der 100 Mal weiter entfernt ist als jeder Stern, der bisher einzeln abgebildet wurde.

Das Bild zeigt links viele gelbliche Galaxien im Galaxienhaufen. Ein Quadrat zeigt, wo 2016 eine Quelle auftauchte, die 2011 nicht erkennbar war. Spektrum und Veränderlichkeit der Quelle passen seltsamerweise nicht zu einer Supernova. Stattdessen passen sie eher zu einem normalen blauen Überriesenstern, der durch mehrere ausgerichtete Gravitationslinsen etwa 2000-fach vergrößert wurde. Diese Quelle wird Icarus genannt. Sie befindet in einer Galaxie, die weit hinter dem Galaxienhaufen im fernen Universum liegt. Ihre Rotverschiebung beträgt 1,5.

Nehmen wir an, die Linse wurde korrekt interpretiert und Icarus ist kein explodierender Stern. Dann liefern weitere Beobachtungen dieses Sterns und anderer Sterne, die ähnlich vergrößert sind, vielleicht Information, wie viel stellare und Dunkle Materie es in diesem Galaxienhaufen und im Universum gibt.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Die Einsteinkreuz-Gravitationslinse

Mitten im Bild leuchtet ein Bündel aus vier Lichtpunkten, das von einem blassen Nebel umgeben ist. Es ist das Einsteinkreuz. Darin bricht eine Galaxie das Licht eines Quasars dahinter in vier Bilder.

Bildcredit und Bildrechte: J. Rhoads (Arizona State U.) et al., WIYN, AURA, NOAO, NSF

Die meisten Galaxien haben einen einzigen Kern. Hat diese Galaxie vier? Forschende der Astronomie kommen zu dem seltsamen Schluss, dass der Kern der umgebenden Galaxie auf diesem Bild nicht einmal sichtbar ist. Stattdessen besteht das Kleeblatt in der Mitte aus Licht, das ein Quasar im Hintergrund abstrahlt.

Das Gravitationsfeld der Galaxie, die man vorne sieht, bricht das Licht des fernen Quasars in vier Einzelbilder. Für so eine Illusion muss der Quasar exakt hinter dem Zentrum der massereichen Galaxie liegen. Der Effekt wird als Gravitationslinse bezeichnet. Diese spezielle Linse ist als Einsteinkreuz bekannt. Noch seltsamer ist, dass die relative Helligkeit der Bilder im Einsteinkreuz variiert. Das geschieht, weil die Helligkeit gelegentlich durch zusätzliche Mikrolinsen-Effekte einzelner Sterne in der vorderen Galaxie verstärkt wird.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Das Grinsen der Gravitation

Mitten im Bild leuchten Galaxien, die von einem violett leuchtenden Nebel umgeben sind. Weitere Galaxien, die zu Bögen verzerrt sind, umgeben den Nebel. Alles zusammen lässt das Gebilde wie ein lächelndes Gesicht erscheinen.

Bildcredit: Röntgen – NASA / CXC / J. Irwin et al.; Optisch – NASA/STScI

Albert Einstein publizierte die Allgemeine Relativitätstheorie vor mehr als 100 Jahren. Sie sagte den Effekt der Gravitationslinsen vorher. Dieser verleiht fernen Galaxien so eine wunderliche Erscheinung, wenn man sie auf Bildern betrachtet, die mit den Spiegeln der Weltraumteleskope Chandra und Hubble aufgenommen wurden. Sie zeigen eine Galaxiengruppe in Röntgen- und sichtbarem Licht.

Die Gruppe hat den Spitznamen Grinsekatzen-Galaxiengruppe. Vielsagende Bögen rahmen die beiden großen elliptischen Galaxien der Gruppe. Die Bögen sind Bilder ferner Galaxien im Hintergrund. Die Verteilung der Gravitationsmasse in der vorderen Gruppe krümmt sie. Diese Masse besteht vorwiegend aus Dunkler Materie.

Die beiden großen elliptischen „Augen“-Galaxien sind die hellsten in der Gruppe, die verschmelzen. Die relative Geschwindigkeit der Kollision beträgt fast 1350 km/s. Sie erhitzt das Gas auf Millionen Grad. Dabei entsteht das violett gezeigte Leuchten in Röntgenlicht. Neugierig auf die Verschmelzung der Galaxiengruppe? Die Grinsekatze lächelt im Sternbild Große Bärin. Sie ist etwa 4,6 Milliarden Lichtjahre entfernt.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Galaxienhaufen Abell 370 und dahinter

Der Galaxienhaufen Abell 370 im Sternbild Walfisch (Cetus) enthält viele blaue Bögen. Es sind verzerrte Abbildungen von Galaxien, die viel weiter entfernt sind.

Bildcredit: NASA, ESA, Jennifer Lotz und das HFF-Team (STScI)

Der massereiche Galaxienhaufen Abell 370 ist etwa vier Milliarden Lichtjahre entfernt. Er besitzt zwei markante, gewaltige elliptische Galaxien. Der scharfe Schnappschuss des Weltraumteleskops Hubble ist von blassen Bögen überschwemmt.

Die blassen, bläulichen Bögen und der markante Drachenbogen links unter der Mitte sind Bilder von Galaxien, die weit hinter Abell 370 liegen. Ihr Licht wäre sonst unentdeckt geblieben. Sie sind etwa doppelt so weit entfernt und werden von der gewaltigen Gravitationsmasse des Haufens vergrößert und verzerrt. Diese Masse ist großteils unsichtbar.

Der Effekt bietet einen reizenden, flüchtigen Blick auf Galaxien im frühen Universum. Er ist als Gravitationslinseneffekt bekannt. Schon vor seiner Entdeckung wurde er als Folge der gekrümmten Raumzeit von Einstein vorhergesagt. Das war vor einem Jahrhundert.

Abell 370 liegt weit hinter dem gezackten Sternen rechts unten im Sternbild Walfisch (Cetus), dem Meerungeheuer. Sie befinden sich im Vordergrund in der Milchstraße. Abell 370 ist der letzte von sechs Galaxienhaufen, die beim Frontier-Fields–Projekt abgebildet wurden. Das Projekt wurde kürzlich vollendet.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Vier Bilder eines Quasars umgeben eine Galaxienlinse

Zwischen gelb leuchtenden Galaxien leuchtet ein seltsames Objekt. Ein Ring mit vier hellen Lichtern, die ein Kreuz bilden, umgibt ein weniger helles Objekt. Das Objekt in der Mitte ist eine Gravitationslinse für einen Quasar.

Bildcredit: ESA/Hubble, NASA, Sherry Suyu et al.

Das Seltsame an dieser Gruppe aus Lichtern ist: Vier davon sind derselbe ferne Quasar. In der Mitte der Quasarbilder liegt nämlich eine Galaxie im Vordergrund, die als unruhige Gravitationslinse wirkt. Ihr seht sie hier. Vielleicht noch seltsamer ist, dass man schätzen kann, mit wie schnell das Universum expandiert, indem man das Flackern des Quasars im Hintergrund beobachtet. Denn die Abläufe des Flackerns nehmen zu, wenn die Geschwindigkeit der Expansion steigt.

Das Verrückteste ist vielleicht, dass dieser mehrfach abgebildete Quasar ein Hinweis auf ein Universum ist, das etwas schneller expandiert, als man mit verschiedenen Methoden, die für das frühe Universum gelten, schätzte. Das ist so, weil … nun ja, niemand weiß, warum.

Mögliche Gründe gibt es viele: eine unerwartete Verteilung Dunkler Materie, ein unerwarteter Gravitationseffekt oder etwas ganz anderes. Vielleicht klären künftige Beobachtungen und Analysen diese Unklarheiten, die bei diesem und ähnlich gebrochenen Quasarbildern bestehen.

Zur Originalseite

Veröffentlicht am

Abell 370: Galaxienhaufen-Gravitationslinse

Der Bogen rechts oben im Bild von Abell 370 im Sternbild Walfisch wurde schon früh entdeckt, doch erst in den 1980er-Jahren fand man eine Erklärung dafür. Im Bild befinden sich viele weitere, aber kleinere Bögen. Sie stammen von Galaxien, die weit dahinter liegen.

Bildcredit: NASA, ESA und das Hubble-SM4-ERO-Team und ST-ECF

Was ist dieser seltsame Bogen? Auf Fotos des Galaxienhaufens Abell 370 zeigte sich ein ungewöhnlicher Bogen rechts über vielen Galaxien im Haufen. Man war zwar neugierig, doch die erste Reaktion war, den Bogen nicht weiter zu erwähnen, weil man zuvor nichts Vergleichbares beobachtet hatte.

Doch Mitte der 1980er-Jahre wurden die Bilder besser. Man erkannte den Bogen als Prototyp einer neuen Art astrophysikalischer Phänomene. Es ist der Gravitationslinseneffekt. Galaxienhaufen üben diesen Effekt auf Galaxien aus, die dahinter liegen. Heute wissen wir, dass dieser Bogen zwei verzerrte Bilder einer ziemlich gewöhnlichen Galaxie zeigt, die zufällig weit hinter dem riesigen Haufen liegt.

Durch die Gravitation von Abell 370 wird das Licht dieser und anderer Galaxien im Hintergrund aufgefächert. Dadurch erreicht es den Beobachter auf mehreren Wegen, ähnlich wie Licht einer fernen Lampe, das durch den Stiel an einem Weinglas fällt. Mitte Juli 2009 nützten Astronomen das Weltraumteleskop Hubble, um Abell 370 und seine Gravitationslinsenbilder detailreicher als je zuvor abzubilden. Hubble war damals gerade erst aufgerüstet worden.

Fast alle gelben Flecken im Bild sind Galaxien in Abell 370. Ein scharfes Auge erkennt jedoch viele seltsame Bögen und verzerrte Kurven. Es sind Bilder von weit entfernten Galaxien. Abell 370 und seine Bögen bieten einen einzigartigen Zugang zur Verteilung von normaler und Dunkler Materie in Galaxienhaufen und im Universum.

Zur Originalseite