Quelle: AIP 6. März 2024.

6. März 2024 – Eine aktuelle Studie von Prof. Dr. Martin M. Roth (AIP) beschäftigt sich mit den wissenschaftlichen Auswirkungen neuartiger Instrumente und konzentriert sich dabei auf den 3D-Spektrograph MUSE am Very Large Telescope (VLT) der ESO von 2014 bis 2024.

Die Analyse zeigt, dass MUSE seit seiner Inbetriebnahme einen stetigen Anstieg an wissenschaftlichen Veröffentlichungen verzeichnet hat. Seit 2020 wurde MUSE sogar zum produktivsten Instrument des gesamten VLT-Instrumentensatzes!

Die Forschung hebt die Schlüsselrolle von MUSE in der extragalaktischen Astrophysik hervor und prophezeit, dass diese Entwicklung in den kommenden Jahren weiter an Dynamik gewinnen könnte. Insgesamt verdeutlicht der Fall von MUSE die positiven wissenschaftlichen Auswirkungen, die durch innovative Instrumente in der Astronomie erzielt werden können.

Als interessantes Detail der Auswertung fällt auf, dass unter den Anwendungsbereichen (vom Sonnensystem bis zu hochrotverschobenen Galaxien) ein Thema heraussticht: die Untersuchung extrem dichter Sternfelder in Sternhaufen und nahegelegenen Galaxien (grüne Balken in der Grafik). Diese Methode wurde im Rahmen der Doktorarbeit von Sebastian Kamann am AIP entwickelt [1] und mit dem Softwaretool PampelMuse 2013 erstmals publiziert [2]: eine weltweit einzigartige Innovation mit einem vielversprechenden Potenzial für zukünftige Anwendungen.

Referenzen:
[1] Dissertation Sebastian Kamann, Deutsche Nationalbibliothek
https://d-nb.info/1042331073/34

[2] Kamann, S., Wisotzki, L., Roth, M. M. 2013, “Resolving stellar populations with crowded field 3D spectroscopy”, A&A 549, 71

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• Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile

Der Beitrag Wissenschaftliche Auswirkungen neuartiger Instrumente: Der Fall von MUSE erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Potsdam (UP) 7. Dezember 2023.

7. Dezember 2023 – Das Team konnte zeigen, dass es sich um einen universellen Prozess handelt. Der Potsdamer Astrophysiker Dr. Martin Wendt ist an der Studie beteiligt, die jetzt in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurde.

Galaktische Winde entstehen durch die Explosion von massereichen Sternen in Galaxien. Dabei wird Materie kegelförmig entlang der Rotationsachse einer Galaxie ausgestoßen, senkrecht zu beiden Seiten der galaktischen Ebene. Durch diesen Prozess wird Materie zwischen Galaxien und ihrer kosmischen Umgebung ausgetauscht und somit das Wachstum von Galaxien begrenzt.

Mithilfe des Instruments Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), das Teil des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile ist, gelang es den Forschenden nun, Galaktische Winde mit einer speziellen Technik sichtbar zu machen. Sie kombinierten dafür Bilder von mehr als 100 Galaxien, die mit sehr langen Belichtungszeiten aufgenommen wurden. Um die Form und Verteilung von Galaktischem Wind zu kartieren, nutzte das Team ausströmende Magnesiumatome.

Die neuen Erkenntnisse können künftig dabei helfen, die Ausdehnung der Winde und die Mengen an Materie, die sie transportieren, genau zu messen. Ko-Autor Dr. Martin Wendt vom Institut für Physik und Astronomie der Universität Potsdam sagt: „Es ist immer wieder beeindruckend wie sich unser Bild vom Universum mit neuen Beobachtungen erweitert und verfeinert.“

Link zur Publikation:
Guo, Y., Bacon, R., Bouché, N.F. et al. & Wendt, M. Bipolar outflows out to 10 kpc for massive galaxies at redshift z ≈ 1. Nature 624, 53–56 (2023).
doi.org/10.1038/s41586-023-06718-w
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06718-w

Link zur Pressemitteilung CNRS:
https://www.cnrs.fr/en/press/stellar-winds-regulate-growth-galaxies

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• Galaxien – Entstehung und Entwicklung

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Quelle: AIP 6. Dezember 2023.

6. Dezember 2023 – Ein internationales Forschungsteam, das vom französischen Centre national de la recherche scientifique (CNRS) geleitet wurde, fand bei der Untersuchung einer Stichprobe von rund 100 Galaxien die für galaktische Winde charakteristischen doppelkegelförmigen Strukturen vor. Diese werden jedoch nur in bestimmten Spektrallinien des Lichts und nur bei extrem hoher Empfindlichkeit der Messung erkennbar. Zuvor waren nur einige wenige solcher Fälle bekannt, die meisten davon ebenfalls mit dem MUSE-Instrument entdeckt. Prof. Dr. Lutz Wisotzki, Leiter der Abteilung Galaxien und Quasare am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), und Mitautor des Fachartikels im Wissenschaftsmagazin „Nature“ sagt dazu: „MUSE zeigt uns, dass solche galaxienweiten Ausströmungen in so gut wie jeder sternbildenden Galaxie vorhanden sind. Darüber hinaus können wir anhand der neuen Ergebnisse genau erkennen, welche Ausdehnung und welche Form diese galaktischen Winde typischerweise haben. Bisher war dies nur in sehr seltenen Extremfällen möglich.“

Es wird angenommen, dass ausströmendes Gas eine entscheidende Rolle bei der kosmischen Entwicklung von Galaxien spielt, indem es deren Wachstum und Sternentstehung reguliert. Theoretische Berechnungen sagen „bipolare“ Formen für die Ausströmungen vorher, die sich oberhalb und unterhalb der Galaxienebene bis weit in das zirkumgalaktische Medium erstrecken. Ähnliche Formen wurden auch in einigen nahen Galaxien, beispielsweise der „Zigarrengalaxie“ M82 und sogar in unserer eigenen Milchstraße, schon direkt beobachtet, allerdings sieht man hier nur die innersten Bereiche und kann kein Gesamtbild erstellen.

Kosmologische Simulationen der Galaxienbildung sagen für das junge Universum voraus, dass das Phänomen der galaktischen Winde während dieser Frühphasen deutlich häufiger und stärker auftrat: Aufgrund der höheren Sternbildungsaktivität junger Galaxien gab es mehr Supernova-Explosionen und dadurch stärkere Ausströmungen. Diese transportieren Gas und Energie aus einer Galaxie in ihre Umgebung und entziehen ihr somit den notwendigen Treibstoff für weitere Sternentstehung, während sie gleichzeitig ihre „zirkumgalaktische“ Umgebung anreichern. Dieser Rückkopplungsprozess ist vermutlich ein entscheidendes Element für unser Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, er ist aber aufgrund der schwierigen Nachweisbarkeit des Phänomens nur sehr unzureichend durch Beobachtungen erforscht.

Die neue Studie mit dem MUSE-Instrument zeigt nun unmittelbar, dass das galaktische Gas bis zu einer Entfernung von mehr als 30.000 Lichtjahren in die Umgebung der Galaxien ausströmt. Dabei hängt das beobachtbare Signal stark von der Ausrichtung der Galaxie relativ zur Sichtlinie ab: Sieht man das System von der Seite, so findet sich starke Emission oberhalb und unterhalb der Galaxienebene, während bei Galaxien, die wir von „oben“ oder „unten“ betrachten, das Signal schwächer und gleichmäßiger verteilt ist. Diese Beobachtungen bestätigen auf sehr eindrückliche Weise die zuvor theoretisch vorhergesagte bipolare Form der Ausströmungen senkrecht zur Galaxienebene.

Über das AIP
Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

Originalveröffentlichung
Guo, Y., Bacon, R., Bouché, N.F. et al. Bipolar outflows out to 10 kpc for massive galaxies at redshift z ≈ 1. Nature 624, 53–56 (2023).
doi.org/10.1038/s41586-023-06718-w
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06718-w

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• Galaxien – Entstehung und Entwicklung

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Quelle: ESON 29. November 2023.

29. November 2023 – Die neuen Beobachtungen zeigen einen massereichen jungen Stern, der wächst, Materie aus seiner Umgebung aufnimmt und eine rotierende Scheibe entwickelt. Die Entdeckung wurde mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile gemacht, an dem die Europäische Südsternwarte (ESO) beteiligt ist.

„Als ich zum ersten Mal Beweise für eine rotierende Struktur in den ALMA-Daten sah, konnte ich nicht glauben, dass wir die erste extragalaktische Akkretionsscheibe entdeckt hatten. Das war ein besonderer Moment“, sagt Anna McLeod, Dozentin an der Durham University in Großbritannien und Hauptautorin der heute in Nature veröffentlichten Studie. „Wir wissen, dass die Scheiben für die Bildung von Sternen und Planeten in unserer Galaxie von entscheidender Bedeutung sind, und hier sehen wir zum ersten Mal einen direkten Beweis dafür in einer anderen Galaxie.“

Die Studie schließt sich an Beobachtungen mit dem Instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am Very Large Telescope (VLT) der ESO an, das einen Jet von einem sich bildenden Stern – das System wurde HH 1177 genannt – tief in einer Gaswolke in der Großen Magellanschen Wolke entdeckte. „Wir entdeckten einen Jet, der von diesem jungen massereichen Stern ausgeht. Seine Existenz ist ein Anzeichen für eine anhaltende Scheibenakkretion“, sagt McLeod. Zur Bestätigung, dass eine solche Scheibe tatsächlich vorliegt, musste das Team jedoch die Bewegung des dichten Gases um den Stern messen.

Wenn Materie in Richtung eines wachsenden Sterns gezogen wird, kann sie nicht direkt auf den Stern fallen; stattdessen flacht sie sich zu einer rotierenden Scheibe um den Stern ab. In der Nähe des Zentrums rotiert die Scheibe schneller, und dieser Geschwindigkeitsunterschied ist für Astronominnen und Astronomen der Beweis, dass eine Akkretionsscheibe vorhanden ist.

„Die Frequenz des Lichts ändert sich je nachdem, wie schnell sich das leuchtende Gas auf uns zu oder von uns weg bewegt“, erklärt Jonathan Henshaw, Wissenschaftler an der Liverpool John Moores University in Großbritannien und Mitautor der Studie. „Das ist genau das gleiche Phänomen, das auftritt, wenn sich die Tonhöhe einer Krankenwagensirene ändert, während sie an einem vorbeifährt. Die Frequenz des Tons verschiebt sich von höher zu niedriger.“

Die detaillierten Frequenzmessungen mit ALMA ermöglichten es den Autoren, die charakteristische Drehung einer Scheibe zu erkennen und bestätigten die Entdeckung der ersten Scheibe um einen extragalaktischen jungen Stern.

Massereiche Sterne, wie der hier beobachtete, bilden sich viel schneller und haben eine viel kürzere Lebensdauer als massearme Sterne wie unsere Sonne. In unserer Galaxie sind diese massereichen Sterne bekanntermaßen schwer zu beobachten und werden oft von dem staubigen Material verdeckt, aus dem sie sich zu dem Zeitpunkt bilden, zu dem sich eine Scheibe um sie herum formt. In der Großen Magellanschen Wolke, einer 160 000 Lichtjahre entfernten Galaxie, unterscheidet sich das Material, aus dem neue Sterne geboren werden, jedoch grundlegend von dem in der Milchstraße. Dank des geringeren Staubanteils ist HH 1177 nicht mehr in seinen Geburtskokon gehüllt und bietet den Forschenden einen ungehinderten, wenn auch weit entfernten Blick auf die Entstehung von Sternen und Planeten.

Wir befinden uns in einem Zeitalter des rasanten technologischen Fortschritts der astronomischen Einrichtungen“, sagt McLeod. „Es ist sehr aufregend, die Entstehung von Sternen in solch unglaublichen Entfernungen und in einer anderen Galaxie untersuchen zu können.“

Weitere Informationen
Diese Forschungsarbeit wurde in einem Artikel mit dem Titel „A probable Keplerian disk feeding an optically revealed massive young star“ vorgestellt, der in Nature (doi: 10.1038/s41586-023-06790-2) erschienen ist. Die Scheibe wurde in einer Region der Großen Magellanschen Wolke entdeckt, die als LHA 120-N 180B bekannt ist und bereits in einer früheren ESO-Pressemitteilung mit dem Titel „Blasen von brandneuen Sternen“ vorgestellt wurde.

Das Team besteht aus A. F. McLeod (Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University, Großbritannien; Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, University of Durham, Großbritannien), P. D. Klaassen (UK Astronomy Technology Centre, Royal Observatory Edinburgh, Großbritannien), M. Reiter (Fachbereich Physik und Astronomie, Rice University, USA), J. Henshaw (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Großbritannien; Max-Planck-Institut für Astronomie, Deutschland), R. Kuiper (Fakultät für Physik, Universität Duisburg-Essen, Deutschland) und A. Ginsburg (Fachbereich Astronomie, University of Florida, USA).

Über ALMA
Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem National Science and Technology Council (NSTC) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb ist die ESO federführend für den europäischen Beitrag, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.

Über die ESO
Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftler*innen weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt.

Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt.

Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie z. B. VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Forschungsartikel
pdf: https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2318a.pdf

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• ESO

Der Beitrag ESO: Erstmals Scheibe um Stern in einer anderen Galaxie entdeckt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESON 27. August 2023.

27. August 2023 – Damit wurde erstmals ein solcher dunkler Fleck auf dem Planeten mit einem Teleskop auf der Erde beobachtet. Diese gelegentlichen Erscheinungen im blauen Hintergrund der Neptunatmosphäre sind für Forschende ein Rätsel, und die neuen Ergebnisse liefern weitere Hinweise auf ihre Eigenschaften und ihren Ursprung.

Große Flecken sind häufige Merkmale in der Atmosphäre von Riesenplaneten. Der berühmteste ist der Große Rote Fleck des Jupiters. Im Jahr 1989 entdeckte die NASA-Sonde Voyager 2 erstmals einen dunklen Fleck auf Neptun, der einige Jahre später wieder verschwand. „Seit der ersten Entdeckung eines dunklen Flecks habe ich mich immer gefragt, was es mit diesen kurzlebigen und schwer fassbaren dunklen Erscheinungen auf sich hat“, sagt Patrick Irwin, Professor an der University of Oxford in Großbritannien und leitender Forscher der heute in Nature Astronomy veröffentlichten Studie.

Irwin und sein Team verwendeten Daten des VLT der ESO, um die Möglichkeit auszuschließen, dass die dunklen Flecken durch eine „Auflockerung“ in den Wolken verursacht werden. Die neuen Beobachtungen deuten stattdessen darauf hin, dass die dunklen Flecken wahrscheinlich das Ergebnis von Luftpartikeln sind, die sich in einer Ebene unterhalb der sichtbaren Dunstschicht abdunkeln, wenn sich in der Neptunatmosphäre Eis und Dunst vermischen.

Es war nicht einfach, zu dieser Schlussfolgerung zu kommen, denn dunkle Flecken sind keine dauerhaften Merkmale der Neptunatmosphäre und Astronominnen und Astronomen konnten sie bisher nicht in ausreichendem Maße untersuchen. Die Gelegenheit dazu ergab sich, nachdem das NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble mehrere dunkle Flecken in der Neptunatmosphäre entdeckt hatte, darunter einen in der nördlichen Hemisphäre des Planeten, der erstmals 2018 bemerkt wurde. Irwin und sein Team machten sich sofort an die Arbeit, diesen Fleck vom Boden aus zu untersuchen – mit einem Instrument, das für diese anspruchsvollen Beobachtungen ideal geeignet ist.

Mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) des VLT konnten die Forscher das vom Neptun und seinem Fleck reflektierte Sonnenlicht in seine einzelnen Farben oder Wellenlängen zerlegen und ein 3D-Spektrum erhalten [1]. Dies bedeutete, dass sie den Fleck detaillierter untersuchen konnten, als es zuvor möglich war. „Ich bin begeistert, dass wir nicht nur die erste Entdeckung eines dunklen Flecks vom Boden aus machen konnten, sondern auch zum allerersten Mal ein Reflexionsspektrum eines solchen Phänomens aufnehmen konnten“, sagt Irwin.

Da verschiedene Wellenlängen unterschiedliche Tiefen in der Neptunatmosphäre abtasten, konnten die Astronominnen und Astronomen anhand des Spektrums die Höhe des dunklen Flecks in der Atmosphäre des Planeten besser bestimmen. Das Spektrum lieferte auch Informationen über die chemische Zusammensetzung der verschiedenen Schichten der Atmosphäre, was dem Team Hinweise darauf gab, warum der Fleck dunkel erschien.

Die Beobachtungen lieferten auch ein überraschendes Ergebnis. „Dabei entdeckten wir einen seltenen tiefen, hellen Wolkentyp, der noch nie zuvor identifiziert worden war, nicht einmal aus dem Weltraum“, sagt Studien-Koautor Michael Wong, Forscher an der University of California, Berkeley, USA. Dieser seltene Wolkentyp erschien als heller Fleck direkt neben dem größeren dunklen Hauptfleck. Die VLT-Daten zeigen, dass sich die neue „tiefe helle Wolke“ auf der gleichen Ebene in der Atmosphäre befindet wie der dunkle Hauptfleck. Dies bedeutet, dass es sich um eine völlig neue Art von Erscheinung handelt, verglichen mit den kleinen „Begleitwolken“ aus Methaneis in großer Höhe, die zuvor beobachtet wurden.

Mit dem VLT der ESO können Astronominnen und Astronomen nun Merkmale wie diese Flecken von der Erde aus untersuchen. „Dies erweitert die Möglichkeiten der Menschheit, den Kosmos zu beobachten, auf erstaunliche Weise. Zunächst konnten wir diese Flecken nur entdecken, indem wir eine Raumsonde wie die Voyager dorthin schickten. Dann haben wir mit Hubble die Fähigkeit erlangt, sie aus der Ferne zu erkennen. Und schließlich ist die Technologie so weit fortgeschritten, dass wir sie vom Boden aus entdecken können“, schließt Wong, bevor er scherzhaft hinzufügt: „Das könnte mich als Hubble-Beobachter arbeitslos machen!“

Endnoten
[1] MUSE ist ein 3D-Spektrograf, der es Astronominnen und Astronomen ermöglicht, ein astronomisches Objekt wie Neptun in einem Durchgang vollständig zu beobachten. An jedem Pixel misst das Instrument die Intensität des Lichts in Abhängigkeit von seiner Farbe oder Wellenlänge. Die daraus resultierenden Daten bilden einen 3D-Satz, in dem jedes Pixel des Bildes ein vollständiges Lichtspektrum aufweist. Insgesamt misst MUSE über 3500 Farben. Das Instrument ist so konzipiert, dass es die Vorteile der adaptiven Optik nutzt, die die Turbulenzen in der Erdatmosphäre korrigiert, was zu schärferen Bildern als sonst möglich führt. Ohne diese Kombination von technischen Voraussetzungen wäre die Untersuchung eines dunklen Flecks auf dem Neptun vom Boden aus nicht möglich gewesen.

Weitere Informationen
Diese Forschungsergebnisse wurden in einem Artikel mit dem Titel „Cloud structure of dark spots and storms in Neptune’s atmosphere” (Wolkenstruktur von dunklen Flecken und Stürmen in der Neptunatmosphäre) vorgestellt, der in Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-023-02047-0) erscheint.

Das Team besteht aus Patrick G. J. Irwin (University of Oxford, UK [Oxford]), Jack Dobinson (Oxford), Arjuna James (Oxford), Michael H. Wong (University of California, USA [Berkeley]), Leigh N. Fletcher (University of Leicester, UK [Leicester]), Michael T. Roman (Leicester), Nicholas A. Teanby (University of Bristol, UK), Daniel Toledo (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, Spanien), Glenn S. Orton (Jet Propulsion Laboratory, USA), Santiago Pérez-Hoyos (University of the Basque Country, Spanien [UPV/EHU]), Agustin Sánchez Lavega (UPV/EHU), Lawrence Sromovsky (University of Wisconsin, USA), Amy Simon (Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center, USA), Raúl Morales-Juberias (New Mexico Institute of Technology, USA), Imke de Pater (Berkeley), und Statia L. Cook (Columbia University, USA).

Über die ESO
Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftler*innen weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt.

Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie Durchmusterungsteleskope wie z. B. VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Forschungsartikel
pdf: https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2314/eso2314a.pdf

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• Planet Neptun
• ESO

Der Beitrag Mysteriöser dunkler Fleck auf dem Neptun zum ersten Mal von der Erde aus entdeckt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESON 21. März 2023.

21. März 2023 – Der kontrollierte Einschlag war ein Test für die Planetenabwehr, bot den Astronomen aber auch die einzigartige Gelegenheit, anhand des ausgestoßenen Materials mehr über die Zusammensetzung des Asteroiden zu erfahren.

Am 26. September 2022 kollidierte die DART-Raumsonde mit dem Asteroiden Dimorphos in einem kontrollierten Test unserer Fähigkeiten zur Ablenkung von Asteroiden. Der Einschlag fand 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt statt, nahe genug, um mit vielen Teleskopen im Detail beobachtet zu werden. Alle vier 8,2-Meter-Teleskope des VLT der ESO in Chile haben die Nachwirkungen des Einschlags beobachtet, und die ersten Ergebnisse dieser VLT-Beobachtungen wurden nun in zwei Publikationen veröffentlicht.

„Asteroiden sind einige der grundlegendsten Relikte, aus denen alle Planeten und Monde in unserem Sonnensystem entstanden sind“, sagt Brian Murphy, Doktorand an der Universität von Edinburgh in Großbritannien und Mitautor einer der Studien. Die Untersuchung der Materialwolke, die nach dem Einschlag von DART ausgestoßen wurde, kann uns daher Aufschluss darüber geben, wie unser Sonnensystem entstanden ist. „Einschläge zwischen Asteroiden kommen natürlich vor, aber man weiß es nie im Voraus“, fährt Cyrielle Opitom fort, ebenfalls eine Astronomin an der Universität von Edinburgh und Hauptautorin eines der Artikel. „DART ist eine wirklich großartige Gelegenheit, einen kontrollierten Einschlag zu untersuchen, fast wie in einem Labor.“

Opitom und ihr Team verfolgten die Entwicklung der Trümmerwolke einen Monat lang mit dem Instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am VLT der ESO. Sie stellten fest, dass die ausgeworfene Wolke blauer war als der Asteroid selbst vor dem Einschlag, was darauf hindeutet, dass die Wolke aus sehr feinen Partikeln bestehen könnte. In den Stunden und Tagen nach dem Einschlag entwickelten sich weitere Strukturen: Klumpen, Spiralen und ein langer Schweif, der von der Sonnenstrahlung fortgestoßen wurde. Die Spiralen und der Schweif waren röter als die ursprüngliche Wolke und könnten daher aus größeren Partikeln bestehen.

MUSE ermöglichte es dem Team von Opitom, das Licht der Wolke in ein regenbogenartiges Muster aufzubrechen und nach den chemischen Fingerabdrücken verschiedener Gase zu suchen. Insbesondere suchten sie nach Sauerstoff und Wasser aus dem Eis, das durch den Einschlag freigelegt wurde. Aber sie fanden nichts. „Man geht nicht davon aus, dass Asteroiden nennenswerte Mengen an Eis enthalten, so dass die Entdeckung einer Spur von Wasser eine echte Überraschung gewesen wäre“, erklärt Opitom. Sie suchten auch nach Spuren des Treibstoffs des DART-Raumschiffs, fanden aber keine. „Wir wussten, dass es weit hergeholt war“, sagt sie, „denn die Menge an Gas, die in den Tanks des Antriebssystems zurückbleiben würde, wäre nicht sehr groß. Außerdem wäre ein Teil des Gases bereits so weit verstreut gewesen, dass wir es mit MUSE nicht mehr nachweisen konnten, als wir mit der Beobachtung begannen.“

Ein anderes Team unter der Leitung von Stefano Bagnulo, einem Astronomen am Armagh Observatory and Planetarium in Nordirland, UK, untersuchte, wie der DART-Einschlag die Oberfläche des Asteroiden verändert hat.

„Wenn wir die Objekte in unserem Sonnensystem beobachten, schauen wir auf das Sonnenlicht, das von ihrer Oberfläche oder ihrer Atmosphäre gestreut wird und dabei teilweise polarisiert wird“, erklärt Bagnulo. Das bedeutet, dass die Lichtwellen nicht mehr zufällig, sondern entlang einer bevorzugten Richtung schwingen. „Wenn wir verfolgen, wie sich die Polarisation mit der Ausrichtung des Asteroiden relativ zu uns und der Sonne verändert, können wir die Struktur und Zusammensetzung seiner Oberfläche erkennen.“

Bagnulo und seine Kollegen nutzten den FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) am VLT, um den Asteroiden zu beobachten, und stellten fest, dass die Polarisation nach dem Einschlag plötzlich abnahm. Gleichzeitig nahm die Gesamthelligkeit des Systems zu. Eine mögliche Erklärung ist, dass der Einschlag mehr ursprüngliches Material aus dem Inneren des Asteroiden freigelegt hat. „Vielleicht war das durch den Einschlag ausgehobene Material von Natur aus heller und weniger polarisierend als das Material auf der Oberfläche, weil es nie dem Sonnenwind und der Sonnenstrahlung ausgesetzt war“, sagt Bagnulo.

Eine andere Möglichkeit ist, dass der Einschlag Partikel auf der Oberfläche zerstört hat und dadurch viel kleinere Partikel in die Trümmerwolke geschleudert wurden. „Wir wissen, dass kleinere Fragmente unter bestimmten Umständen das Licht besser reflektieren und weniger gut polarisieren“, erklärt Zuri Gray, ebenfalls Doktorand am Armagh Observatory and Planetarium.

Die Studien der von Bagnulo und Opitom geleiteten Teams zeigen das Potenzial des VLT, wenn seine verschiedenen Instrumente zusammenarbeiten. Zusätzlich zu MUSE und FORS2 wurden die Folgen des Einschlags mit zwei weiteren VLT-Instrumenten beobachtet, und die Analyse dieser Daten ist noch nicht abgeschlossen. „Diese Forschungsarbeiten nutzten eine einmalige Gelegenheit, als die NASA einen Asteroiden rammte“, fasst Opitom zusammen, „und können daher von keiner zukünftigen Einrichtung wiederholt werden. Das macht die Daten, die mit dem VLT zum Zeitpunkt des Einschlags gewonnen wurden, extrem wertvoll für ein besseres Verständnis der Natur von Asteroiden.“

Weitere Informationen
Die im ersten Teil dieser Pressemitteilung vorgestellten Forschungsarbeiten wurden in der Veröffentlichung „Morphology and spectral properties of the DART impact ejecta with VLT/MUSE“ vorgestellt, die in Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202345960) erscheint. Der zweite Teil dieser Veröffentlichung bezieht sich auf die Studie „Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact“, die in Astrophysical Journal Letters (doi:XXX) erscheinen wird.

Das Team, das die erste Studie durchgeführt hat, besteht aus C. Opitom (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, UK [Edinburgh]), B. Murphy (Edinburgh), C. Snodgrass (Edinburgh), S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, UK [Armagh]), S. F. Green (School of Physical Sciences, The Open University, UK), M. M. Knight (United States Naval Academy, USA), J. de Léon (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spanien), J.- Y. Li (Planetary Science Institute, USA), und D. Gardener (Edinburgh).

Das Team, das die zweite Studie durchgeführt hat, besteht aus S. Bagnulo (Armagh), Z. Gray (Armagh), M. Granvik (Department of Physics, University of Helsinki, Finnland [Helsinki]; Asteroid Engineering Laboratory, Luleå University of Technology, Schweden), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italien), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, USA), K. Muinonen (Helsinki), O. Muñoz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanien), C. Opitom (Edinburgh), A. Penttila (Helsinki), und Colin Snodgrass (Edinburgh).

Das Johns Hopkins Applied Physics Lab hat das DART-Raumschiff gebaut und betrieben und leitet die DART-Mission für das Planetary Defense Coordination Office der NASA als ein Projekt des Planetary Missions Program Office der Behörde. LICIACube ist ein Projekt der italienischen Raumfahrtbehörde (ASI), das von Argotec durchgeführt wird. Für weitere Informationen über die DART-Mission besuchen Sie https://science.nasa.gov/planetary-defense-dart/ oder https://dart.jhuapl.edu.

Über die ESO
Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt.

Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt.

Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie zwei Durchmusterungsteleskope, VISTA, das im Infraroten arbeitet, und das VLT Survey Telescope für sichtbares Licht. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Forschungsarbeiten:
Bagnulo et al., Astrophysical Journal Letters
Opitom et al., Astronomy & Astrophysics Letters

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• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

Der Beitrag Erste Ergebnisse von ESO-Teleskopen zu den Folgen des Asteroideneinschlags von DART erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: MPA 28. Juli 2022.

28. Juli 2022 – Als Gravitationslinse vervielfacht und vergrößert SMACS J0723.3−7327 Bilder von Hintergrundgalaxien. Eine Familie solcher Mehrfachbilder gehört zu einer Galaxie, deren Entfernung sich mithilfe des neuen Modells auf 13 Milliarden Lichtjahre schätzen lässt. Wenn dies bestätigt wird, unterstreicht es die Bedeutung genauer Gravitationslinsenmodelle für die Identifizierung entfernter Galaxien und ihre detaillierte Untersuchung.

Das erste vom James Webb Space Telescope (JWST) veröffentlichte wissenschaftliche Bild zeigt den Galaxienhaufen SMACS J0723.3−7327. Insbesondere Galaxienhaufen können als Gravitationslinsen wirken und das Licht von Hintergrundgalaxien verstärken sowie mehrere Bilder von diesen erzeugen. Vor JWST waren hinter SMACS J0723.3−7327 insgesamt 19 Mehrfachbilder von sechs Hintergrundquellen bekannt. Die JWST-Daten enthüllten nun 27 zusätzliche Mehrfachbilder von zehn weiteren Objekten.

„In diesem ersten Schritt haben wir die Daten dieses brandneuen Teleskops verwendet, um den Linseneffekt von SMACS0723 mit großer Genauigkeit zu modellieren“, betont Gabriel Bartosch Caminha, Postdoc-Fellow am Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA), der Technischen Universität München und dem German Centre for Cosmological Lensing (GCCL). Die Forschenden verwendeten zunächst Daten des Hubble Space Telescopes (HST) und des Multi Unit Spectroscopic Explorers (MUSE), um ein „Pre-JWST“-Linsenmodell zu erstellen, und verfeinerten es dann mit den neu verfügbaren JWST-Nahinfrarotdaten. „Die JWST-Aufnahmen sind absolut verblüffend und wunderschön. Sie zeigen viel mehr Mehrfachbilder von Hintergrundquellen, die es uns ermöglichten, unser Massenmodell für die Gravitationslinse erheblich zu verbessern“, fügt er hinzu.

Von den neu entdeckten, gelinsten Objekten gibt es bisher noch keine Entfernungsschätzungen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verwendeten ihr neues Modell für die Massenverteilung, um die Entfernung dieser Linsengalaxien abzuschätzen. Ein Objekt scheint sich demnach in der erstaunlichen Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren zu befinden (Rotverschiebung > 7,5), das heißt sein Licht wurde in den frühen Entwicklungsstadien unseres Universums emittiert. Von dieser Galaxie entstanden drei Mehrfachbilder und ihre Helligkeit wurde insgesamt um etwa das 20-fache verstärkt.

Um solche weit entfernten Objekte zu untersuchen, ist es jedoch von grundlegender Bedeutung, den Linseneffekt des Galaxienhaufens im Vordergrund genau zu beschreiben. „Unser genaues Massenmodell bildet die Grundlage für die Untersuchung der JWST-Daten“, betont Sherry Suyu, Forschungsgruppenleiterin am MPA und dem Exzellenzcluster Origins, außerordentliche Professorin an der Technischen Universität München und Gastwissenschaftlerin am Academia Sinica Institut für Astronomie und Astrophysik. „Die spektakulären JWST-Bilder zeigen eine große Vielfalt stark gelinster Galaxien, die dank unseres genauen Modells jetzt im Detail untersucht werden können“, erläutert sie.

Das neue Modell für die Massenverteilung des Vordergrundhaufens ist in der Lage, die Positionen aller Mehrfachbilder mit hoher Genauigkeit zu reproduzieren und ist damit eines der besten verfügbaren Massenmodelle. Für Folgestudien dieser Quellen werden die Linsenmodelle, einschließlich Vergrößerungskarten (magnification maps) und Rotverschiebungen (also Entfernungen), die aus dem Modell geschätzt werden, öffentlich zugänglich gemacht. „Wir freuen uns sehr darüber“, fügt Suyu hinzu, „und wir warten gespannt auf zukünftige JWST-Beobachtungen anderer Galaxienhaufen mit starkem Linseneffekt. Diese werden es uns nicht nur ermöglichen, die Massenverteilungen von Galaxienhaufen besser einzugrenzen, sondern auch Galaxien mit hoher Rotverschiebung zu untersuchen.“

Publikation
G. B. Caminha, S. H. Suyu, A. Mercurio, G. Brammer, P. Bergamini, A. Acebron, and E. Vanzella: First JWST observations of a gravitational lens – Mass model of new multiple images with near-infrared observations of SMACS J0723.3−7327, submitted to A&A Letters.
https://arxiv.org/abs/2207.07567
pdf: https://arxiv.org/pdf/2207.07567

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• JWST – James Webb Space Telescope

Der Beitrag JWST enthüllt weit entfernte Galaxien hinter einer Gravitationslinse erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESON.

2. März 2022 – In einer heute veröffentlichten Arbeit haben sich diese beiden Teams zusammengeschlossen, um zu berichten, dass es in HR 6819 tatsächlich kein schwarzes Loch gibt, sondern dass es sich stattdessen um ein Zwei-Sterne-„Vampir“-System in einem seltenen und kurzlebigen Stadium seiner Entwicklung handelt.

Die ursprüngliche Studie über HR 6819 fand sowohl bei der Presse als auch bei Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen große Beachtung. Thomas Rivinius, ein in Chile ansässiger ESO-Astronom und Hauptautor der Studie, war nicht überrascht von der Reaktion der Fachwelt auf ihre Entdeckung des schwarzen Lochs. „Es ist nicht nur normal, sondern sollte auch so sein, dass Ergebnisse hinterfragt werden“, sagt er, „und ein Ergebnis, das Schlagzeilen macht, erst recht.“

Rivinius und seine Kollegen und Kolleginnen waren davon überzeugt, dass die beste Erklärung für die Daten, die sie mit dem 2,2-Meter-Teleskop der MPG/ESO gewonnen hatten, darin bestand, dass HR 6819 ein Dreifachsystem war, bei dem ein Stern alle 40 Tage ein schwarzes Loch umkreist und ein zweiter Stern in einer viel weiteren Umlaufbahn. Aber eine Studie unter der Leitung von Julia Bodensteiner, damals Doktorandin an der KU Leuven, Belgien, schlug eine andere Erklärung für dieselben Daten vor: HR 6819 könnte auch ein System mit nur zwei Sternen auf einer 40-tägigen Umlaufbahn sein und überhaupt kein schwarzes Loch aufweisen. Dieses alternative Szenario würde voraussetzen, dass einer der Sterne „abgetragen“ wurde, was bedeutet, dass er zu einem früheren Zeitpunkt einen großen Teil seiner Masse an den anderen Stern verloren hat.

„Wir hatten die Grenze der vorhandenen Daten erreicht, so dass wir eine andere Beobachtungsstrategie anwenden mussten, um zwischen den zwei von den beiden Teams vorgeschlagenen Szenarien zu entscheiden“, sagt die KU Leuven-Forscherin Abigail Frost, die die neue Studie leitete, die heute in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde.

Um das Rätsel zu lösen, arbeiteten die beiden Teams zusammen, um neue, schärfere Daten von HR 6819 mit dem Very Large Telescope (VLT) und dem Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der ESO zu erhalten. „Das VLTI war die einzige Einrichtung, die uns die entscheidenden Daten liefern konnte, die wir brauchten, um zwischen den beiden Erklärungen zu unterscheiden“, sagt Dietrich Baade, Autor sowohl der ursprünglichen HR 6819-Studie als auch des neuen Artikels in Astronomy & Astrophysics. Da es keinen Sinn machte, dieselbe Beobachtung zweimal anzufordern, schlossen sich die beiden Teams zusammen und konnten so ihre Ressourcen und ihr Wissen bündeln, um die wahre Natur dieses Systems zu ergründen.

„Die Szenarien, nach denen wir suchten, waren ziemlich klar, sehr unterschiedlich und mit dem richtigen Instrument leicht zu unterscheiden“, sagt Rivinius. „Wir waren uns einig, dass es in dem System zwei Lichtquellen gibt. Die Frage war also, ob sie einander eng umkreisen, wie im Szenario des abgestreiften Sterns, oder weit voneinander entfernt sind, wie im Szenario des schwarzen Lochs.“

Um zwischen den beiden Vorschlägen zu unterscheiden, verwendeten die Astronomen und Astronominnen sowohl das GRAVITY-Instrument des VLTI als auch das Instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am VLT der ESO.

„MUSE bestätigte, dass es keinen hellen Begleiter in einer weiteren Umlaufbahn gab, während die hohe räumliche Auflösung von GRAVITY in der Lage war, zwei helle Quellen aufzulösen, die nur durch ein Drittel der Entfernung zwischen Erde und Sonne getrennt waren“, sagt Frost. „Diese Daten erwiesen sich als das letzte Teil des Puzzles und erlaubten uns die Schlussfolgerung, dass HR 6819 ein Doppelsternsystem ohne schwarzes Loch ist.“

„Unsere beste Interpretation bisher ist, dass wir dieses Doppelsternsystem in einem Moment erwischt haben, kurz nachdem einer der Sterne die Atmosphäre von seinem Begleitstern abgesaugt hatte. Dies ist ein häufiges Phänomen in engen Doppelsternsystemen, das in der Presse manchmal als »stellarer Vampirismus« bezeichnet wird“, erklärt Bodensteiner, der jetzt ein Fellow bei der ESO in Deutschland und ein Autor der neuen Studie ist. „Während der abgebende Stern einen Teil seines Materials verlor, begann der empfangende Stern, sich schneller zu drehen.“

„Es ist extrem schwierig, eine solche Phase nach dem Austausch zu erfassen, da sie so kurz ist“, fügt Frost hinzu. „Das macht unsere Ergebnisse für HR 6819 sehr aufregend, denn er ist ein perfekter Kandidat, um zu untersuchen, wie dieser Vampirismus die Entwicklung massereicher Sterne beeinflusst und damit auch die Entstehung der damit verbundenen Phänomene wie Gravitationswellen und heftige Supernovaexplosionen.“

Das neu gebildete gemeinsame Team von Leuven und ESO plant nun, HR 6819 mit dem GRAVITY-Instrument des VLTI genauer zu beobachten. Die Forschenden werden eine gemeinsame Studie über das System im Laufe der Zeit durchführen, um seine Entwicklung besser zu verstehen, seine Eigenschaften einzugrenzen und dieses Wissen zu nutzen, um mehr über andere Doppelsternsysteme zu erfahren.

Was die Suche nach schwarzen Löchern angeht, bleibt das Team optimistisch. „Stellare schwarze Löcher sind aufgrund ihrer Beschaffenheit nach wie vor sehr schwer zu finden“, sagt Rivinius. „Aber Schätzungen in Größenordnungen deuten darauf hin, dass es allein in der Milchstraße Dutzende bis Hunderte von Millionen schwarzer Löcher gibt“, fügt Baade hinzu. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis Astronomen oder Astronominnen sie entdecken.

Weitere Informationen
Diese Forschungsarbeit wurde in der Publikation „HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy“ (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004) in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen.

Das Projekt wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union gefördert (Finanzierungsvereinbarung Nummer 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).

Das Team besteht aus A. J. Frost (Institut für Astronomie, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), J. Bodensteiner (Europäische Südsternwarte, Garching, Deutschland [ESO]), Th. Rivinius (Europäische Südsternwarte, Santiago, Chile [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Chile), M. Abdul-Masih (ESO Chile), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Chile), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Königliches Observatorium von Belgien, Brüssel, Belgien), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Institut für Astronomie, Universität Amsterdam, Niederlande), M. Cabezas (Astronomisches Institut, Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik, Prag, Tschechische Republik [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA) und H. Sana (KU Leuven).

Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt. Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie zwei Durchmusterungsteleskope, VISTA, das im Infraroten arbeitet, und das VLT Survey Telescope für sichtbares Licht. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Forschungsarbeit
https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2204/eso2204a.pdf

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• Schwarze Löcher

Der Beitrag System mit „nächstgelegenem schwarzen Loch“ enthält kein schwarzes Loch erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: AIP.

22. Juli 2021 – Planetarische Nebel sind in der Nachbarschaft zur Sonne als farbenprächtige Objekte bekannt, die am Ende des Lebens eines Sterns bei der Entwicklung vom Stadium des Roten Riesen zum Weißen Zwerg auftreten: Wenn der Stern seinen Brennstoff zur Kernfusion aufgebraucht hat, bläst er seine Gashülle in den interstellaren Raum ab, kontrahiert, wird extrem heiß, und regt die expandierende Gashülle zum Leuchten an. Anders als das kontinuierliche Spektrum des Sterns, strahlen die Ionen bestimmter Elemente in dieser Gashülle, wie z.B. von Wasserstoff, Sauerstoff, Helium und Neon, Licht aber nur bei bestimmten Wellenlängen ab. Spezielle optische Filter, die auf diese Wellenlängen abgestimmt sind, können die schwach leuchtenden Nebel sichtbar machen. Das nächstgelegene Objekt dieser Art in unserer Milchstraße ist der 650 Lichtjahre entfernte Helixnebel.

Mit wachsender Entfernung eines planetarischen Nebels schrumpft der scheinbare Durchmesser in einer Bildaufnahme, und die integrierte scheinbare Helligkeit nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. In unserer Nachbargalaxie, der Andromedagalaxie, wäre mit einer fast 4000-fach größeren Entfernung der Helixnebel nur noch als Punkt wahrnehmbar, und seine scheinbare Helligkeit wäre fast 15 Millionen Mal schwächer. Mit modernen Großteleskopen und langer Belichtungszeit können solche Objekte unter Verwendung optischer Filter oder bildgebender Spektroskopie dennoch abgebildet und vermessen werden. Martin Roth, Erstautor der neuen Studie und Leiter der Abteilung innoFSPEC am AIP: „Mit dem am AIP entwickelten PMAS-Instrument gelang uns dies erstmals mit integraler Feldspektroskopie für eine Handvoll planetarischer Nebel in der Andromeda-Galaxie in den Jahren 2001 bis 2002 am 3,5-m-Teleskop des Calar-Alto-Observatoriums. Das relativ kleine PMAS-Sichtfeld erlaubte es jedoch noch nicht, eine größere Stichprobe von Objekten zu untersuchen.“

Es hat gut 20 Jahre gedauert, bis mit einem leistungsfähigeren Instrument mit einem mehr als 50-fach größerem Gesichtsfeld an einem deutlich größeren Teleskop diese ersten Experimente weiterentwickelt werden konnten. MUSE am Very Large Telescope in Chile wurde in erster Linie für die Entdeckung extrem lichtschwacher Objekte am Rand des für uns derzeit beobachtbaren Universums entwickelt und hat dazu seit den ersten Beobachtungen spektakuläre Ergebnisse erbracht. Genau diese Eigenschaft ist es, die auch bei der Detektion von äußerst lichtschwachen planetarischen Nebeln in einer entfernten Galaxie zum Tragen kommt.

Die Galaxie NGC 474 ist ein besonders schönes Beispiel für eine Galaxie, die durch Kollision mit anderen, kleineren Galaxien eine auffällige Ringstruktur aus den durch Gravitationswirkung gestreuten Sternen gebildet hat. Sie liegt in etwa 110 Millionen Lichtjahren Entfernung, ist also ca. 170.000-mal weiter entfernt als der Helixnebel. Die scheinbare Helligkeit eines planetarischen Nebels in dieser Galaxie ist daher fast 30 Milliarden Mal geringer als die des Helixnebels und liegt im Bereich der kosmologisch interessanten Galaxien, für die das Team das MUSE-Instrument konzipierte.

Ein Forscherteam des AIP hat mit Kollegen aus den USA eine Methode entwickelt, wie sich mit MUSE die extrem schwachen Signale von planetarischen Nebeln in weit entfernten Galaxien mit hoher Empfindlichkeit isolieren und präzise vermessen lassen. Ein besonders wirkungsvoller Filteralgorithmus bei der Bilddatenverarbeitung spielt hier eine wichtige Rolle. Für die Ringgalaxie NGC 474 standen ESO-Archivdaten zur Verfügung, die auf zwei sehr tiefen MUSE-Belichtungen mit je 5 Stunden Beobachtungszeit beruhen. Das Ergebnis der Datenverarbeitung: Nach Anwenden des Filteralgorithmus wurden insgesamt 15 extrem lichtschwache planetarische Nebel sichtbar.

Dieses hochempfindliche Verfahren eröffnet eine neue Methode zur Entfernungsmessung, die geeignet ist, zur Lösung der derzeit diskutierten Diskrepanz bei der Bestimmung der Hubble-Konstanten beizutragen. Planetarische Nebel besitzen die Eigenschaft, dass physikalisch eine gewisse maximale Leuchtkraft nicht überschritten werden kann. Die Verteilungsfunktion der Helligkeiten einer Stichprobe in einer Galaxie, d.h. die Leuchtkraftfunktion der planetarischen Nebel (PNLF), bricht am hellen Ende ab. Diese Eigenschaft ist die einer Standardkerze, mit Hilfe derer sich durch statistische Methoden eine Entfernung berechnen lässt. Das PNLF-Verfahren wurde bereits 1989 von den Teammitgliedern George Jacoby (NSF’s NOIRLab) und Robin Ciardullo (Penn State University) entwickelt. Es ist in den vergangenen 30 Jahren für mehr als 50 Galaxien erfolgreich angewendet worden, war aber aufgrund der bislang verwendeten Filtermessungen limitiert. Galaxien mit Entfernungen größer als der des Virgo- oder Fornaxhaufens lagen außerhalb der Reichweite. Die nun im Astrophysical Journal veröffentlichte Studie zeigt, dass mit MUSE mehr als doppelt so große Reichweiten erzielt werden können und damit eine unabhängige Messung der Hubble-Konstanten ermöglicht wird.

Originalveröffentlichung

Toward Precision Cosmology with Improved PNLF Distances Using VLT-MUSEI. Methodology and Tests. Martin M. Roth, George H. Jacoby, Robin Ciardullo, Brian D. Davis, Owen Chase, Peter M. Weilbacher. The Astrophysical Journal, 22 July 2021

https://arxiv.org/abs/2105.01982

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• Planetarische Nebel

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Quelle: ESON.

16. Juli 2021 – Durch die Kombination der neuen Beobachtungen mit Daten des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an dem die ESO als Partner beteiligt ist, trägt das Team dazu bei, neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, welcher Mechanismus das Gas zur Bildung von Sternen anstößt.

Zwar wissen Astronomen, dass Sterne in Gaswolken geboren werden, aber was die Sternentstehung auslöst und wie Galaxien als Ganzes dabei mitspielen, bleibt ein Rätsel. Um diesen Prozess zu verstehen, hat ein Forscherteam verschiedene nahe gelegene Galaxien mit leistungsstarken Teleskopen am Boden und im Weltraum beobachtet und die verschiedenen galaktischen Regionen, die an Sterngeburten beteiligt sind, durchleuchtet.

„Zum ersten Mal lösen wir einzelne Sternentstehungsgebiete mit einer großen Vielfalt an Regionen und Umgebungen in einer Auswahl von Galaxien auf, die die verschiedenen Varianten gut repräsentiert“, sagt Eric Emsellem, Astronom bei der ESO in Deutschland. Er leitete die VLT-basierten Beobachtungen, die im Rahmen des PHANGS-Projekts (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS) durchgeführt wurden. „Wir können das Gas, aus dem die Sterne entstehen, direkt beobachten. Wir sehen die jungen Sterne selbst, und wir werden Zeuge ihrer Entwicklung im Verlauf verschiedener Phasen.“

Emsellem, der auch an der Universität von Lyon, Frankreich, tätig ist, und sein Team haben nun ihren neuesten Satz von galaktischen Aufnahmen veröffentlicht, die mit dem Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) Instrument am VLT der ESO in der Atacama-Wüste in Chile gemacht wurden. Sie nutzten MUSE, um neugeborene Sterne und das warme Gas um sie herum aufzuspüren, das von den Sternen beleuchtet und aufgeheizt wird und als deutlicher Hinweis auf die fortschreitende Sternbildung dient.

Die neuen MUSE-Bilder werden nun mit Beobachtungen der gleichen Galaxien kombiniert, die mit ALMA aufgenommen und Anfang des Jahres veröffentlicht wurden. ALMA, das sich ebenfalls in Chile befindet, ist besonders gut geeignet, um kalte Gaswolken zu kartieren, also diejenigen Objekte in Galaxien, die das Rohmaterial liefern, aus dem Sterne entstehen.

Durch die Kombination von MUSE- und ALMA-Bildern können die Astronomen die galaktischen Regionen untersuchen, in denen Sternentstehung stattfindet, und vergleichen sie mit den Bereichen, in denen sie sie vermuten. Die Wissenschaftler hoffen, so besser zu verstehen, was die Geburt neuer Sterne auslöst, verstärkt oder dämpft. Die resultierenden Bilder sind beeindruckend und bieten einen farbenfrohen Einblick in stellare Kinderstuben in unseren Nachbargalaxien.

„Es gibt viele Rätsel, die wir entschlüsseln wollen“, sagt Kathryn Kreckel von der Universität Heidelberg in Deutschland und Mitarbeiterin im PHANGS-Team. „Werden Sterne häufiger in bestimmten Regionen ihrer Wirtsgalaxien geboren? Und wenn ja, warum? Und wie beeinflusst die Entwicklung dieser Sterne nach ihrer Geburt die Entstehung neuer Generationen von Sternen?“

Astronomen können diese Fragen nun dank der Fülle an MUSE- und ALMA-Daten, die das PHANGS-Team gesammelt hat, beantworten. MUSE produziert für jede einzelne Position innerhalb seines Sichtfelds Spektren – die „Strichcodes“, die Astronomen scannen, um die Eigenschaften und Charakteristik von kosmischen Objekten zu enthüllen – und liefert damit viel reichhaltigere Informationen als bisherige Instrumente. Für das PHANGS-Projekt beobachtete MUSE 30.000 Nebel aus warmem Gas und sammelte etwa 15 Millionen Spektren von verschiedenen galaktischen Regionen. Die ALMA-Beobachtungen wiederum ermöglichten es den Astronomen, rund 100.000 kalte Gaswolken in 90 nahen Galaxien zu kartieren und so einen beispiellos detaillierten Atlas der stellaren Keimzellen im nahen Universum zu erstellen.

Zusätzlich zu ALMA und MUSE sind am PHANGS-Projekt auch Beobachtungen des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops beteiligt. Die verschiedenen Observatorien wurden so ausgewählt, dass das Team unsere galaktischen Nachbarn bei unterschiedlichen Wellenlängen (sichtbar, nahes Infrarot und Radio) scannen kann, wobei jeder Wellenlängenbereich unterschiedliche Teile der beobachteten Galaxien offenlegt. „Ihre Kombination erlaubt es uns, die verschiedenen Stadien der Sternentstehung – von der Bildung der stellaren Kinderstuben über den Beginn der Sternentstehung selbst bis hin zur endgültigen Zerstörung ihrer Brutstätten durch die neu geborenen Sterne – detaillierter zu untersuchen, als es mit Einzelbeobachtungen möglich ist“, sagt Co-Autor Francesco Belfiore vom INAF-Arcetri in Florenz, Italien. „Mit PHANGS ist es uns zum ersten Mal gelungen, ein solch komplettes Bild zu entwickeln, das scharf genug ist, um die einzelnen Wolken, Sterne und Nebel zu erkennen, die auf die Entstehung von Sternen deuten.“

Die Arbeit des PHANGS-Projekts wird von kommenden Teleskopen und Instrumenten, wie dem James Webb Space Telescope der NASA, weiter verfeinert werden. Die so gewonnenen Daten werden eine weitere Grundlage für Beobachtungen mit dem zukünftigen Extremely Large Telescope (ELT) der ESO bilden, das noch in diesem Jahrzehnt seinen Betrieb aufnehmen und einen noch detaillierteren Blick auf die Strukturen von Sternentstehungsgebieten ermöglichen wird.

„So erstaunlich PHANGS auch ist, die Auflösung der von uns erstellten Karten ist gerade ausreichend, um einzelne Sternentstehungswolken zu identifizieren und zu trennen, aber nicht gut genug, um zu sehen, was in ihnen im Detail passiert“, betont Eva Schinnerer, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland und Leiterin des PHANGS-Projekts, im Rahmen dessen die neuen Beobachtungen durchgeführt wurden. „Neue Beobachtungsansätze von unserem Team und anderen verschieben die Grenzen des Machbaren in diese Richtung, so dass wir noch Jahrzehnte spannender Entdeckungen vor uns haben.“

Weitere Informationen

Das internationale PHANGS-Team besteht aus über 90 Wissenschaftlern, von Masterstudenten bis hin zu ehemaligen Mitarbeitern im Ruhestand, die an 30 Institutionen auf vier Kontinenten arbeiten. Die MUSE-Arbeitsgruppe zur Datenreduktion innerhalb von PHANGS wird von Eric Emsellem (Europäische Südsternwarte, Garching, Deutschland und Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Université de Lyon, ENS de Lyon, Saint-Genis Laval, Frankreich) und beinhaltet Francesco Belfiore (INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florenz, Italien), Guillermo Blanc (Carnegie Observatories, Pasadena, US), Enrico Congiu (Universidad de Chile, Santiago, Chile und Las Campanas Observatory, Carnegie Institution for Science, Atacama Region, Chile), Brent Groves (The University of Western Australia, Perth, Australien), I-Ting Ho (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Deutschland [MPIA]), Kathryn Kreckel (Universität Heidelberg, Heidelberg, Deutschland), Rebecca McElroy (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Australien), Ismael Pessa (MPIA), Patricia Sanchez-Blazquez (Complutense Universität Madrid, Madrid, Spanien), Francesco Santoro (MPIA), Fabian Scheuermann (Universität Heidelberg, Heidelberg, Deutschland) und Eva Schinnerer (MPIA).

Für eine Auswahl von PHANGS-Bildern besuchen Sie das öffentliche Bildarchiv der ESO.

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste bodengenundene Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Hinzu kommen das Gastland Chile und Australien als strategischer Partner. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt, beherbergen und betreiben. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt sein wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

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• Galaxien – Entstehung und Entwicklung

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Quelle: Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP).

Die großräumige Verteilung der Materie im Universum bildet eine Art „Netzwerk“ von fadenförmigen Strukturen und Knotenpunkten, innerhalb derer die Galaxien entstehen – dies ist eine der wichtigsten Erkenntnisse der Modelle zur kosmischen Strukturbildung. Auch das Gas zwischen den Galaxien sollte sich entlang dieses Netzwerks ausrichten, was jedoch extrem schwierig zu beobachten ist. Vor vierzig Jahren sagten wissenschaftliche Erkenntnisse voraus, dass das Wasserstoffgas des kosmischen Netzwerks ganz schwach aus sich heraus leuchten sollte. Das erwartete Signal ist so lichtschwach, dass es erst seit kurzem beobachtet werden kann ­– den entscheidenden Durchbruch lieferte das neue Instrument „Multi Unit Spectroscopic Explorer“ (MUSE) am Großteleskop der Europäischen Südsternwarte in Chile. Bruchstücke des kosmischen Netzes waren damit bisher nur in der Nähe von hellen Quasaren zu sehen, deren intensive Strahlung das Lichtsignal des Gases erheblich verstärkt. Allerdings liegen helle Quasare in sehr dichten und seltenen Regionen, den Knotenpunkten des kosmischen Netzes, die überhaupt nicht repräsentativ für die Umgebung normaler Galaxien sind. Leuchtendes Gas aus den eigentlichen kosmischen Filamenten konnte bisher nicht beobachtet werden.

Ein internationales Team unter der Leitung von Roland Bacon (CNRS, CRAL), dem auch mehrere Forscherinnen und Forscher des AIP angehören, hat nun auch diese Hürde gemeistert. Sie nutzten MUSE mit zusätzlicher Bildverbesserung durch die sogenannte „Adaptive Optik“ für eine 140-stündige Belichtung konzentriert auf einen einzigen Fleck des bekannten „Hubble Ultra Deep Field“. Dr. Peter Weilbacher, Mitglied des Teams und verantwortlich für die MUSE-Datenreduktionssoftware, beschreibt dies als „die tiefste spektrale Beobachtung, die jemals durchgeführt wurde, unter Verwendung des fortschrittlichsten spektroskopischen Instruments der Welt“.

Allein in diesem kleinen Feld wurden über 2000 Galaxien gefunden, von denen die allermeisten vorher aus klassischen Galaxiendurchmusterungen nicht bekannt waren. Vierzig Prozent der neu entdeckten Galaxien sind so lichtschwach, dass sie sogar auf den Bildern des Hubble-Weltraumteleskops völlig unsichtbar sind – und das, obwohl Hubble dieses Feld so tief untersucht hat wie keine andere Region am Himmel.

Die MUSE-Beobachtungen ermöglichten es dem Team, daraus die ersten Karten von kosmischen Netzfilamenten im jungen Universum – weniger als zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall – zu erstellen. Allerdings fanden sie nicht, was sie erwartet hatten. Ein großer Teil des scheinbar diffusen Lichts der Filamente – vielleicht sogar das meiste – stammt von einem „Ozean“ aus ultraschwachen Galaxien, die einzeln nicht zu sehen sind, aber zusammen ein ausgedehntes, diffus wirkendes Leuchten erzeugen. „Das hat uns wirklich überrascht“, betont Prof. Dr. Lutz Wisotzki, Leiter der Abteilung Galaxien und Quasare am AIP, der an der Interpretation der Ergebnisse beteiligt war. „Es sieht so aus, als ob es viel weniger Gas gibt, das den fast leeren Raum zwischen den Galaxien ausfüllt, als wir erwartet hatten.“ Dr. Tanya Urrutia, ebenfalls vom AIP, fügt hinzu: „Andererseits sehen wir jetzt vielleicht zum ersten Mal das kollektive Licht von winzigen Klumpen neu entstandener Sterne im frühen Universum, die sich dann später im Laufe der kosmischen Zeit zu echten Galaxien entwickelt haben.“ Was auch immer der Ursprung der beobachteten filamentartigen Emission ist, diese rekordverdächtige Aufnahme des kosmischen Netzwerks liefert wichtige neue Erkenntnisse über die Entstehung von Galaxien und deren Wechselwirkung mit ihrer Umgebung. Für die kommenden Jahre plant das Team weitere Beobachtungen mit MUSE, um die Geheimnisse des kosmischen Netzwerks weiter zu entschlüsseln.

Originalpublikation
R. Bacon, D. Mary, T. Garel, J. Blaizot, M. Maseda, J. Schaye, L. Wisotzki, S. Conseil, J. Brinchmann, F. Leclercq, V. Abril-Melgarejo, L. Boogard, N. Bouché, T. Contini, A. Feltre, B. Guideroni, C. Herenz, W. Kollatschny et al. (2021):
The MUSE Extremely Deep Field: The cosmic web in emission at high redshift. Astronomy & Astrophysics

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• Galaxien – Entstehung und Entwicklung

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Quelle: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.

Im Weltall treten schwarze Löcher in unterschiedlichen Größen und Massen auf. Den Rekord hält jetzt ein Exemplar im Galaxienhaufen Abell 85. Dort sitzt inmitten der zentralen Galaxie Holm 15A ein schwarzes Loch, das 40-Milliarden-fach schwerer ist als unsere Sonne. Um dies herauszufinden, haben Forschende der institutsübergreifenden Arbeitsgruppe von Ralf Bender am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und an der Universitäts-Sternwarte München fotometrische Daten vom Wendelstein-Observatorium der Ludwigs-Maximilians-Universität sowie neue spektrale Beobachtungen mit dem Very Large Telescope ausgewertet.

Die Zentralgalaxie des Haufens Abell 85 ist außergewöhnlich; allein ihre Sterne bringen es auf mehr als zwei Billionen Sonnenmassen. Dennoch erscheint das Herz dieses gigantischen Milchstraßensystems – eines der größten überhaupt – im Teleskop extrem diffus und lichtschwach. Wenn Galaxien zusammenstoßen, kann das Verschmelzen ihrer Schwarzen Löcher zu einem neuen größeren Schwarzen Loch zur Entstehung einer auffällig lichtarmen zentralen Region führen. In diesem Fall war das Zentrum ganz besonders diffus und lichtarm, und deshalb vermuteten die Astronomen, dass sich hier ein schwarzes Loch mit ungewöhnlich großer Masse verbergen könnte.

Die Beobachtung versprach jedoch nicht einfach zu werden: Der Galaxienhaufen Abell 85, der mehr als 500 einzelne Galaxien enthält, befindet sich im Abstand von 700 Millionen Lichtjahren. „Es gibt nur wenige Dutzend direkte Bestimmungen supermassereicher schwarzer Löcher – und noch nie zuvor ist es in einer solch großen Entfernung gelungen“, sagt Max-Planck-Forscher Jens Thomas, der die Studie leitete. „Aber wir hatten bereits eine Ahnung von der Größe des schwarzen Lochs in dieser speziellen Galaxie, also haben wir es probiert.“

Die neuen Daten, die am Wendelstein-Observatorium der Ludwig-Maximilians-Universität München und mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte gewonnen wurden, ermöglichten dem Team ein Schwarzes Loch in Holm 15A nachzuweisen und eine verlässliche Massenbestimmung durchzuführen, die direkt auf den Bewegungen der Sterne um den Kern der Galaxie basiert.

Das Ergebnis beeindruckt: Mit 40 Milliarden Sonnenmassen ist das schwarze Loch das massereichste, das die Astronomen derzeit im Universum kennen. „Es ist um ein Vielfaches größer, als man es aufgrund indirekter Messungen, wie der Sternmasse oder der Geschwindigkeitsdispersion der Sterne der Galaxie, erwarten würde“, sagt Roberto Saglia, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und Dozent an der Ludwig-Maximilians-Universität.

Wie oben erwähnt, zeigen die Messungen der Galaxie Holm 15A ein extrem lichtschwaches Zentrum mit nur noch sehr wenigen Sternen. Dies ist zwar ähnlich wie in manchen anderen elliptischen Galaxien, aber sehr viel stärker ausgeprägt. „Das Lichtprofil im inneren Kern nimmt zum Zentrum hin auch nicht mehr zu“, sagt Kianusch Mehrgan. „Das bedeutet, dass die meisten Sterne aufgrund von Interaktionen bei vorangegangenen Verschmelzungen von schwarzen Löchern aus dem Zentrum geschleudert worden sein müssen“, so der Doktorand an der Ludwigs-Maximilians-Universität München, der einen Teil der Datenanalyse ausführte.

Nach gängiger Auffassung entstehen diffuse Kerne in den größten elliptischen Galaxien, weil die Sterne aus dem Zentrum sprichwörtlich herausgefegt werden: Bei der Verschmelzung zweier Galaxien bilden deren schwarze Löcher zuerst ein Paar, bevor sie schließlich ebenfalls verschmelzen. Sterne auf Flugbahnen, die in die Nähe der beiden schwarzen Löcher führen, werden durch gravitative Wechselwirkungen herausgeschleudert. Ist im Zentrum der Galaxie kein Gas mehr vorhanden, um neue Sterne zu bilden, wird der Kern immer diffuser und ärmer an Sternen.

„Die neueste Generation von Computersimulationen der Verschmelzung von Galaxien lieferte uns Vorhersagen, die tatsächlich gut zu den beobachteten Eigenschaften passen“, sagt Jens Thomas, der auch die dynamischen Modelle beisteuerte. Diese Simulationen beinhalten laut dem Forscher die Wechselwirkungen zwischen Sternen und einem Paar aus schwarzen Löchern.

Die wesentliche Komponente seien aber zwei elliptische Galaxien, die bereits diffuse Kerne haben. „Die Form des Lichtprofils und die Flugbahnen der Sterne beinhalten sehr wertvolle Informationen und verraten uns, wie sich der Kern in dieser Galaxie gebildet hat. Dies lässt sich auch auf andere, sehr massereiche Galaxien übertragen“, sagt Thomas.

Vor dem Hintergrund der ungewöhnlichen Entstehungsgeschichte in einer Kette von Verschmelzungen konnten die Wissenschaftler eine neue Beziehung zwischen der Masse des zentralen schwarzen Lochs und der Oberflächenhelligkeit der Galaxie Holm 15A herstellen: Mit jeder Verschmelzung gewinnt das schwarze Loch an Masse, während das Galaxienzentrum Sterne verliert. Astronomen könnten diese Beziehung für Massenabschätzungen von schwarzen Löchern in noch ferneren Galaxien nutzen, bei denen direkte Messungen der Sternenbewegungen nahe am schwarzen Loch nicht möglich sind.

Originalveröffentlichung:
A 40-billion solar mass black hole in the extreme core of Holm 15A, the central galaxy of Abell 85 – K. Mehrgan, J. Thomas, R. Saglia et al.. Accepted for publication by ApJ. https://arxiv.org/abs/1907.10608

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO, Hubble Space Telescope.

Einige der in unserer Heimatgalaxie befindlichen schätzungsweise etwa 200 Milliarden Sterne sind mit einem Alter von über 13 Milliarden Jahren nur wenige hundert Millionen Jahre jünger als das Universum, dessen Alter von den Astronomen mit einem Wert von 13,8 Milliarden Jahren angegeben wird. Mit einem Alter von ‚lediglich‘ rund 4,6 Milliarden Jahren handelt es sich bei dem Zentralgestirn unseres Sonnensystems somit um einen noch verhältnismäßig jungen Stern, welcher gerade einmal die mittlere Phase seines Daseins erreicht hat. Andere Sterne der Milchstraße verfügen jedoch über ein noch deutlich geringeres Alter von nur wenigen Millionen Jahren. Diese Sterne haben sich erst vor kurzem in sogenannten Sternentstehungsgebieten entwickelt.

Bei einer dieser H-II-Regionen innerhalb unserer Galaxie handelt es sich um die Säulen der Schöpfung. Zusammen mit dem nahe gelegenen offenen Sternhaufen NGC 6611 bilden die aus dem Nebel herausragenden Strukturen die Sternentstehungsregion des Adlernebels Messier 16 (abgekürzt M 16), welcher sich in einer Entfernung von etwa 7.000 Lichtjahre zu unserem Sonnensystem im Sternbild Serpens Cauda – dem hinteren Teilbereich des Sternbildes „Schlange“ – befindet.

Die wohl bekannteste Abbildung der „Pillars of Creation“, so der englische Name dieser Struktur, wurde bereits vor etwas mehr als 20 Jahren am 1. April 1995 mit dem Weltraumteleskop Hubble angefertigt. Aufgrund des hohen Wiedererkennungswertes wurde diese Aufnahme schnell zu einem der allgemein bekanntesten Fotos des Hubble Space Telescope (abgekürzt HST). Seitdem fesseln diese Wolken aus interstellarer Materie, welche sich über Entfernungen von bis zu vier Lichtjahren erstrecken, sowohl die professionellen Wissenschaftler als auch interessierte Laien. Erst kürzlich wurden die „Säulen der Schöpfung“ anlässlich des 25jährigen Jubiläum des HST erneut abgebildet. Verschiedene der damit verbundenen Fotos finden Sie auf dieser Internetseite des Hubble-News-Center.

Diese Bok-Globulen sind ein klassisches Beispiel für langgestreckte Strukturen, welche sich in großen Gas- und Staubwolken herausbilden, in denen sich gerade neue Sterne bilden. Die erkennbaren säulenartige Gebilde entstehen dabei durch die intensive Ultraviolettstrahlung und den starken Sternwind, den noch realtiv junge und somit heiße Sterne der Spektralklassen O und B in das umgebende Weltall aussenden. Diese Einflüsse haben zur Folge, dass die im Allgemeinen nur dünnen Konzentrationen von interstellarer Materie auseinander getrieben werden.

Dichtere Ansammlungen von Gas und Staubpartikeln können diesen Kräften dagegen länger widerstehen. Hinter derartigen Staubkonzentrationen ist die Materie zudem vor der direkten Einstrahlung der Sterne geschützt. Sozusagen wie hinter einem Schutzschild bilden sich dabei faszinierende Formen wie Blasen, Bögen und dunkle Säulen. Letztere werden auch als „Elefantenrüssel“ (engl. „elephant trunks“) bezeichnet – säulenartige Gebilde, welche von den gerade erst entstandenen Sternen wegzeigen.

Die „Säulen der Schöpfung“ – erstmals in 3D
Jetzt ist es Astronomen von der Universitätssternwarte München, dem Exzellenzcluster Universe und der Europäischen Südsternwarte (ESO) erstmals gelungen, eine vollständige dreidimensionale Ansicht der „Säulen der Schöpfung“ zu erstellen. Hiefür verwendeten die beteiligten Wissenschaftler den Multi Unit Spectroscopic Explorer (kurz „MUSE“). Das MUSE-Instrument ist am Hauptteleskop Nummer 4 – dem Yepun-Teleskop – des Very Large Telescope (kurz „VLT“) am Pananal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (ESO) in den nordchilenischen Anden angebracht und hat den wissenschaftlichen Betrieb bereits im Jahr 2014 aufgenommen.

Das MUSE-Instrument hat mit seiner bisher unerreichten Detailschärfe den Astronomen durch die Betrachtung der räumlichen Anordnung der Strukturen zu neuen Erkenntnissen über die fortschreitende Auflösung der Säulen verholfen. Die neuen Beobachtungen zeigen dabei, wie sich die dortigen staubhaltigen Strukturen im Raum verteilen und machen zugleich viele bisher unbekannte Details sichtbar. Die Beobachtungsdaten verdeutlichen, dass das Ende der linken Säule auf unser Sonnensystem gerichtet ist und dabei zugleich auf einer weiteren Säule ’sitzt‘, welche sich – im Gegensatz zu den anderen Säulen – in Wirklichkeit hinter dem offenen Sternhaufen NGC 6611 befindet. Diese Säule empfängt dabei die meiste Strahlung der Sterne von NGC 6611. Aus diesem Grund erscheint sie heller als die anderen Säulen unten links, in der Mitte und rechts, deren Enden nicht direkt in ‚Richtung Erde‘ weisen.

Einflüsse auf die Sternentstehung
Durch die Untersuchung dieser Strukturen erhoffen sich die Astronomen ein besseres Verständnis dafür, wie die jungen O- und B-Sterne im Bereich des Sternhaufens NGC 6611 die Entstehung weiterer Sterne beeinflussen. Mehrere Studien haben in der Vergangenheit gezeigt, dass sich in dieser Staubwolke gerade verschiedene Protosterne bilden. Die Beobachtungsdaten von MUSE haben tatsächlich weitere Hinweise auf zwei gerade entstehende Sterne in der linken und in der mittleren Säule geliefert.

Des weiteren entdeckten die Astronomen in der mittleren Säule einen bislang unbekannten Materiestrom, welcher von einem jungen Stern ausgestoßen wird und der den Astronomen bei vorangegangenen Untersuchungen entgangen ist. Ob sich in der Umgebung der „Säulen der Schöpfung“ auch in Zukunft noch weitere Sterne bilden können, ist jedoch fraglich. Da die intensive Strahlung der bereits existierenden hellen Sterne das Säulenmaterial langsam aber sicher abträgt handelt es sich hierbei um einen Wettlauf gegen die Zeit.

Mit der Messung der Auflösungsrate der „Säulen der Schöpfung“ hat das MUSE-Instrument den Astronomen einen Zeitrahmen vorgegeben, ab dem die Säulen nicht mehr existieren werden. Über einen Zeitraum von einer Million Jahre gehen den Säulen etwa 70 Sonnenmassen verloren. Basierend auf ihrer gegenwärtigen Masse von rund 200 Sonnenmassen haben die „Säulen der Schöpfung“ somit noch eine Lebenserwartung von lediglich weiteren drei Millionen Jahren, was auf kosmischen Zeitskalen betrachtet nur einem kurzen Augenblick entspricht. Es scheint also, als wäre die Bezeichnung „Säulen der Zerstörung“ ein ebenso passender Name für dieses faszinierende kosmische Gebilde.

Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 30. April 2015 von Anna Faye McLeod et al. unter dem Titel „The Pillars of Creation revisited with MUSE: gas kinematics and high-mass stellar feedback traced by optical spectroscopy“ in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society publiziert.

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Fachartikel von A. F. McLeod et al.:

• The Pillars of Creation revisited with MUSE: gas kinematics and high-mass stellar feedback traced by optical spectroscopy (Volltext, 9,7 MB, engl.)

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO.

Aus den Daten von sogenannten ‚Deep Field‘-Aufnahmen, welche mit besonders langen Belichtungszeiten von Teilbereichen des Weltalls angefertigt werden, können Astronomen eine Vielzahl an Informationen über das frühe Universum ableiten. Bei der allgemein bekanntesten derartigen Aufnahme handelt es sich um das Hubble Deep Field-Foto (kurz „HDF“), welches im Dezember 1995 über einen Zeitraum von mehreren Tagen hinweg mit dem Weltraumteleskop Hubble angefertigt wurde.

Diese eindrucksvolle und zugleich auch symbolträchtige Aufnahme, mit der ein lediglich 144 x 144 Bogensekunden abmessender Teilbereich des Sternbildes Großer Bär erfasst wurde, lieferte den Astronomen viele wichtige Erkenntnisse und änderte das Verständnis der Wissenschaft über das frühe Universum von Grund auf. Im September und Oktober 1998 erfolgte mit dem Hubble Deep Field South-Foto (kurz „HDF-S“) eine ähnliche Aufnahme, welche einen Teilbereich des südlichen Sternhimmels wiedergab.

Die Deep-Field-Aufnahmen des Hubble Space Telescope hatten jedoch den Nachteil, dass die Astronomen die dort zu erkennenden, oftmals Milliarden von Lichtjahren entfernt gelegenen Galaxien erst mit weiteren Instrumenten beobachten und sorgfältig untersuchen mussten, bevor weitere Aussagen über deren physikalische Eigenschaften getätigt werden konnten. Mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (kurz „MUSE“) steht den Astronomen allerdings seit Kurzem ein Instrument zur Verfügung, welches beide Aufgaben – Beobachtung und Analyse – gleichzeitig durchführen kann.

Das MUSE-Instrument kombiniert das Entdeckungspotential eines bildgebenden Instruments mit den messtechnischen Fähigkeiten eines Spektrografen, wobei es sich die deutlich bessere Bildschärfe einer adaptiven Optik zunutze macht. Diese Methode, welche auch als Integralfeldspektroskopie bezeichnet wird, ermöglicht es den Astronomen, gleichzeitig die Eigenschaften von verschiedenen Teilen eines Objekts wie einer Galaxie zu untersuchen und dabei zu beobachten wie diese rotiert oder um ihre Masse zu bestimmen. Diese Methode erlaubt es ebenfalls, die chemische Zusammensetzung und andere physikalische Eigenschaften in unterschiedlichen Bereichen des zu analysierenden Objekts zu bestimmen. Die Integralfeldspektroskopie wird zwar bereits seit mehreren Jahren eingesetzt, hat aber jetzt mit dem MUSE-Instrument einen deutlichen Fortschritt in Bezug auf Empfindlichkeit, Effizienz und Auflösung erreicht.

Dabei erfolgt die Anfertigung der Aufnahmen zudem deutlich schneller als dies mit dem Weltraumteleskop Hubble möglich ist. Das MUSE-Instrument ist am Hauptteleskop Nummer 4 – dem Yepun-Teleskop – des Very Large Telescope (kurz „VLT“) am Pananal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (ESO) in den nordchilenischen Anden angebracht und hat den wissenschaftlichen Betrieb bereits im Jahr 2014 aufgenommen. Eine der ersten Aufgaben für MUSE nach seiner Inbetriebnahme bestand darin, das Hubble Deep Field South genauer ‚unter die Lupe‘ zu nehmen. Die dabei erzielten Ergebnisse übertrafen die Erwartungen der beteiligten Wissenschaftler.

„Nach nur wenigen Stunden Beobachtung am Teleskop schauten wir uns die Ergebnisse kurz an und entdeckten viele Galaxien. Das war schon einmal sehr vielversprechend. Nachdem wir nach Europa zurückgekehrt waren begannen wir damit, uns die Daten genauer anzuschauen. Es war als würden wir in tiefem Wasser angeln. Jeder neue Fang versetzte uns in Aufregung und löste viele Diskussionen angesichts der dabei gefundenen neuen Arten aus“, so Roland Bacon vom Centre de Recherche Astrophysique de Lyon in Frankreich, der für den Betrieb des MUSE-Instruments verantwortliche Projektleiter.

Jeder einzelne Punkt auf der MUSE-Aufnahme des HDF-S ist nicht nur durch einen Pixel gekennzeichnet, sondern zeigt gleichzeitig auch ein Spektrum, welches die unterschiedlichen Farbzusammensetzungen des Lichts an diesem Punkt enthüllt. Insgesamt wurden so knapp 90.000 Spektren gewonnen, welche im Bereich zwischen 475 bis hin zu 930 Nanometern alle Wellenlängen des Lichts abdecken. Aus diesen Informationen lassen sich Rückschlüsse auf Entfernung, Zusammensetzung und innere Bewegungen von Hunderten weit entfernter Galaxien ziehen. Dies gilt auch für eine kleine Anzahl von sehr lichtschwachen Sternen innerhalb der Milchstraße, welche ebenfalls mit den MUSE-Aufnahmen ‚eingefangen‘ wurden.

Obwohl die Belichtungszeit mit lediglich 27 Stunden deutlich kürzer ausfiel als im Jahr 1998 bei den entsprechenden Hubble-Aufnahmen – das „Hubble Deep Field South“ wurde über einen Zeitraum von zehn Tagen angefertigt – konnte MUSE in diesem kleinen Bereich des Himmels mehr als 25 sehr lichtschwache Galaxien zum Vorschein bringen, welche Hubble nicht beobachten konnte. Der Grund hierfür: MUSE ist im Beobachtungsmodus besonders empfindlich für Objekte, die den größten Teil ihrer Energie in einem eng begrenzten Wellenlängenbereich abgeben. Diese Objekte erscheinen anschließend in den Beobachtungsdaten als besonders auffällige ‚helle Punkte‘. In der Regel verfügen Galaxien im ‚frühen Universum‘ über derartige Spektren, da diese Galaxien große Mengen an Wasserstoffgas beinhalten, welches aufgrund der von den ebenfalls dort befindlichen heißen und sehr jungen Sternen ausgehenden ultravioletten Strahlung zum Leuchten angeregt wird.

„Nachdem wir sehr weit entfernte Galaxien entdeckt haben, die selbst im tiefsten Hubble-Bild nicht zu sehen waren, war die Begeisterung riesengroß. Nach so vielen Jahren harter Arbeit am Instrument war es ein beeindruckendes Erlebnis für mich zu sehen, wie unsere Träume Wirklichkeit wurden“, so Roland Bacon weiter.

Indem die beteiligten Wissenschaftler alle Spektren aus der MUSE-Beobachtung des HDF-S untersuchten, konnte das Team die Entfernung zu 189 Galaxien bestimmen. Die Bandbreite reicht von relativ nahegelegenen ‚Sterneninseln‘ bis hin zu Galaxien, welche aus einer Zeit stammen, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Dies sind mehr als zehn mal so viele Entfernungsmessungen für diesen Teil des Himmels als zuvor angefertigt.

Speziell für die Untersuchung von näher zu unser Heimatgalaxie gelegenen Galaxien haben sich die Möglichkeiten der Astronomen dank MUSE vergrößert. So können die Wissenschaftler jetzt beispielsweise auch die unterschiedlichen Eigenschaften an verschiedenen Stellen innerhalb der selben Galaxie näher analysieren. Dies lässt sowohl Rückschlüsse auf die Rotation der Galaxie zu als auch darauf, inwiefern sich dort andere physikalische und chemische Eigenschaften von Ort zu Ort unterscheiden. Dies ist entscheidend für das Verständnis dafür, wie sich Galaxien im Laufe der Zeit entwickelt haben.

„Jetzt, da wir das einzigartige Potenzial von MUSE bei der Erforschung des tiefen Universums unter Beweis gestellt haben, werden wir uns andere tiefbelichtete Felder anschauen, wie zum Beispiel das Hubble Ultra Deep Field. Auch dort können wir Tausende von Galaxien untersuchen und neue, extrem lichtschwache und weit entfernte Galaxien entdecken. Diese kleinen Baby-Galaxien, die wir nur so sehen, wie sie vor mehr als 10 Milliarden Jahren aussahen, wurden mit der Zeit erwachsen und reiften zu Galaxien wie der Milchstraße heran, wie wir sie heute kennen“, fasst Roland Bacon zusammen.

Die hier vorgestellten Ergebnisse von Roland Bacon et al. wurden am 26. Februar 2015 unter dem Titel „The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South“ in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics publiziert.

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• Neues Deep Field Foto (9. März 2004)

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Fachartikel von R. Bacon et al.:

• The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South (Volltext, engl.)

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