Entfernte Galaxie mit z = 7,6 im Infraroten entdeckt

13. Februar 2008 von Andreas Müller in Relativitätstheorie

US-amerikanische Astronomen haben mit den Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer eine extrem weit entfernte Galaxie entdeckt [1]. Die Galaxie mit der Bezeichnung A1689-zD1 befindet sich im Himmelsfeld des Galaxienhaufens Abell 1689. Sie ist so weit entfernt, dass ihr Licht aus aus einer Epoche von etwa 700 Millionen Jahre nach dem Urknall kommt. Bei diesen extremen Entfernungen macht sich die Ausdehnung des Universums stark bemerkbar: die Lichtwellen werden durch den expandierenden Kosmos so sehr auseinander gezogen, dass sie nur bei sehr großen Wellenlängen im Bereich des Infraroten beobachtbar sind. Daher mussten die Infrarotinstrumente NICMOS (am Weltraumteleskop Hubble) und das Weltraumteleskop Spitzer benutzt werden.
 
Entfernungsrekord? Nein.
In den bisherigen Pressemitteilungen wurde nur bei derjenigen von der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft (AAS) eine kosmologische Rotverschiebung [2] angegeben, nämlich z = 7,6 [3]. Damit ist klar, dass die neu entdeckte Galaxie keinen neuen Entfernungsrekord darstellt. Bislang wird dieser von einer Galaxie von z = 10 gehalten, die 2004 entdeckt wurde [4].

Materie vor der Galaxie verstärkte das Licht
Zur Entdeckung solch extrem weit entfernter Objekte machen sich die Astronomen einen eleganten Trick zunutze, der nur mit Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zu erklären ist: Massen krümmen Lichtstrahlen. Befindet sich nun vor der entfernten Galaxie eine Massenkonzentration (z.B. ein Galaxienhaufen) entlang unserer Sichtlinie, so wird das Licht der dahinter liegenden Galaxie um die Masse herum gebogen. Damit wird auch die Lichtintensität verstärkt. Gewissermaßen funktioniert der Galaxienhaufen wie ein natürliches, riesiges Brennglas. Genau das wurde bei beiden Beobachtungen (sowohl bei Bradley et al., als auch bei Pello et al.) benutzt. In der Fachsprache wird die auf diese Weise fungierende Massenkonzentration Gravitationslinse genannt [4]. Im aktuellen Fall A1689-zD1 wurde die Infrarotstrahlung der entfernten Galaxie um den Faktor 10 verstärkt. Entfernte dunkle Objekte werden so astronomisch sichtbar.

Ausblick
Die elegante Gravitationslinsen-Methode wird sicher zum Auffinden weiterer entfernter Galaxien führen. Es wird spannend sein, ob der Entfernungsrekord von z = 10 bald übertrumpft wird, und die Astronomen sich so immer mehr an die ersten entstandenen Galaxien im Universum herantasten werden.

Quellen:
[1] Pressemitteilung, HST-Website (englisch)
[2] Astronomiewissen, Lexikoneintrag Rotverschiebung
[3] Veröffentlichung bei der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft von Bradley et al. (englisch)
[4] Publikation in Astronomy & Astrophysics von Pello et al. A&A 416, L35, 2004 (englisch)
[5] Astronomiewissen, Lexikoneintrag Gravitationslinse


6 Kommentare zu “Entfernte Galaxie mit z = 7,6 im Infraroten entdeckt”

  1. Daniel Fischer Antworten | Permalink

    Die z=10-Galaxie existiert nicht

    Sehr schnell wurde damals die vermeintliche z=10-Galaxie in Zweifel gezogen und wird m.W. nicht mehr ernst genommen.

    Und Kandidaten für Galaxien mit 7 Cosmic Mirror und das zugrundeliegende Paper ...

  2. Daniel Fischer Antworten | Permalink

    Überlistet von HTML

    Da wurde das "kleiner"-Zeichen als Tag missverstanden ...

    Der 2. Paragraph sollte anfangen: "Und Kandidaten für Galaxíen mit Rotverschiebungen zwischen 7 und 10 gibt es inzwischen wie Sand am Meer: Siehe z.B. den 4. Artikel in diesem Cosmic Mirror" ...

    WEBMASTER: Hier fehlt definitiv eine Vorschau-Funktion für die Kommentare - ein Muss, wenn man HTML zulässt!

  3. Andreas Müller Antworten | Permalink

    @ Daniel Fischer

    Besten Dank für den Kommentar, Herr Fischer.

    Der Einspruch von Weatherley et al. (astro-ph/0407150) ist mir bekannt, ebenso wie die Antwort von Pello et al. (astro-ph/0407194). Wie in Stark et al. (astro-ph/0701279) vor gut einem Jahr diskutiert, gibt es offenbar Unsicherheiten in der Methode, wenn das Seeing kleiner als die Slit-Breite ist. Ist sich die Community tatsächlich einig, dass die z=10-Beobachtung von Pello et al. sehr zweifelhaft ist?

    Jedenfalls stimmt die Grundaussage: Es gibt so viele Kandidaten mit z zwischen 7 und 10, dass die aktuelle Beobachtung keinen neuen Entfernungsrekord darstellt. Einverstanden?

    Beste Grüße,
    A. Müller

  4. Daniel Fischer Antworten | Permalink

    Die community ...

    Aus der Tatsache, dass die "z=10-Galaxie" heute von niemand mehr im Kontext neuer 'Rekorde' erwähnt wird (obwohl es sich sonst bei den Autoren von Press Releases eingebürgert hat, vergleichbare Arbeiten ordentlich zu erwähnen), habe ich mal kühnerweise geschlossen, dass das Misstrauen geblieben ist. Wird Zeit, dass die 30-m-Teleskope kommen, um endlich spektroskopische Rotverschiebungen der ganzen Kandidaten nachzuliefern ...

    Gruss, Daniel Fischer

    P.S.: Ich habe kürzlich Blogs wie Ihren (die auf Deutsch eine Rarität zu sein scheinen) lobend im Zusammenhang mit dem IYA 2009 erwähnt (Item 3 des Postings) - wäre schön, wenn sich die deutschen Blogger aus der Profiastronomie hier einbringen würden!

  5. Andreas Müller Antworten | Permalink

    @Daniel Fischer

    Das war in der Tat ein kühner Schluss, lieber Herr Fischer.
    Es wäre natürlich wünschenswert, dass die Pello-Gruppe ihre Messung in neuen Studien untermauert. Allerdings verstehe ich die Publikation so, dass Pello et al. die Rotverschiebung z=10 sowohl photometrisch, als auch spektroskopisch (durch eine per stacking im J-Band gefundene Emissionslinie) ableiten konnten. Das hört sich für mich zunächst recht überzeugend an.

    Ich freue mich sehr, dass Sie für unser Blogportal werben. Verglichen mit internationalen Bloggern sind die deutschsprachigen Blogger sicherlich noch etwas zurückhaltend, aber wir haben den festen Vorsatz aufzuholen ;-) Themen gibt es genug.

    Letztlich hängt die weitere Entwicklung entscheidend davon ab, wie Sie, liebe Leserinnen, Leser und Kommentatoren, dieses Angebot annehmen. Daher: los geht's!

    Beste Grüße,
    A. Müller

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