Spiralgalaxie hinter gewaltiger Lupe

Astronomen der Universität Hawaii beobachteten eine Spiralgalaxie im jungen Universum. Zur Vergrößerung nutzten sie einen massiven Galaxienhaufen.

Quelle: University of Hawaii. Vertont von Peter Rittinger.

Die Gravitation eines gigantischen Galaxienhaufens bündelt das Licht der 9,3 Milliarden Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie Sp 1149. Durch dieses Gravitationslinseneffekt genannte Phänomen wird die Spiralstruktur der Galaxie sichtbar und Astronomen können die einzelnen Spiralarme untersuchen. Normalerweise zerstört der Gravitationslinseneffekt die Struktur solch weit entfernter Objekte. Da bei Sp 1149 die feinen Strukturen erhalten sind, eignet sie sich besonders auch zur Überprüfung aktueller Entwicklungsmodelle.

Karen Teramura, University of Hawaii Institute for Astronomy
Gravitationslinseneffekt und die davon vergrößerte Galaxie Sp 1149
(Bild: Karen Teramura, University of Hawaii Institute for Astronomy)

Möglich wurde dieser unerwartete Blick in die weite Vergangenheit durch die Verwendung des 10-Meter-Teleskops Keck II auf Hawaii. Gravitationslinsen sind die größten natürlichen Lupen, die durch die kolossale Schwerkraft massiver Galaxiencluster das ausgesandte Licht von „dahinter“ liegenden Objekten bündeln und so wertvolle Informationen liefern können. Doch solche Linsen besitzen auch eine ganze Reihe von Nachteilen. Obwohl sie sehr weit entfernte Galaxien aus dem frühen Universum für Teleskope auf der Erde sichtbar machen, zerstören sie auf der anderen Seite aber auch einiges an Informationen. Die „gelinsten“ Bilder verlieren in der Regel ihre „Auflösung“ und es gehen Details wie die Spiralstruktur verloren.

Anders verhält sich der Fall allerdings bei Sp 1149. Sie wurde erst durch den verstärkenden Effekt der Gravitationslinse sichtbar. Der gewaltige Galaxienhaufen, der zwischen der Galaxie Sp 1149 und der Erde liegt, verstärkt das Licht der kleinen Sterninsel 22-fach und machte sie so erst für das Teleskop sichtbar.

Das Geheimnis um die Ausnahme, die Sp 1149 bildet, liegt in ihrer ganz speziellen Position direkt hinter dem Cluster. In dieser Position beugt die Gravitation des Clusters ihr Licht gleichmäßig in alle Richtungen und macht auf diese Art die Sichtung der Spiralarme, sowie die Trennung des Galaxienkerns von ihnen möglich.

Sp 1149 ist damit eines der wenigen bekannten Exemplare, die aus einer Zeit stammen, als das Universum erst ein Drittel seines heutigen Alters erreicht hatte, und die klar in Bulge und Arme aufgelöst werden können. Es lassen sich an ihr nicht nur existierende Galaxienentwicklungsmodelle überprüfen, sondern es gelang in der Studie auch, die Verteilung verschiedener Elemente in der Spiralgalaxie zu bestimmen.

Von allen gefundenen Elementen, ist der Sauerstoff das am breitesten dokumentierte. Die größten Vorkommen konzentrieren sich im Kern der Galaxie. Die dortigen Ansammlungen lassen eine erhöhte Sternentstehungsrate vermuten. Es bildet sich also wohl zunächst die Bulgepopulation in den Galaxien, bevor im Anschluss die Scheibensterne entstehen und sich letztlich die einzelnen Arme ausbilden. Insofern unterstützen die Erkenntnisse um Sp 1149 eine Idee, die als das „Inside-Out“-Modell er Galaxienentstehung bekannt ist.

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