Gravitationslinsen machen "unsichtbare" Galaxien sichtbar

Astronomen spüren mit dem europäischen Weltraumteleskop Herschel fünf ferne, staubreiche Galaxien auf

Kreißsaal für Sterne
Kreißsaal für Sterne

Irvine (USA) - Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, mit dem europäischen Weltraumteleskop Herschel fünf Galaxien im jungen Kosmos aufzuspüren, in denen hundertmal so viele Sterne entstehen wie in heutigen Galaxien. Die Sternsysteme sind in dichte Staubwolken gehüllt und deshalb schwer zu entdecken. Die Wissenschaftler nutzten deshalb die Hilfe so genannter Gravitationslinsen, um die eigentlich unsichtbaren Galaxien nachzuweisen. Die Astronomen, die im Fachblatt "Science" von ihren Beobachtungen berichten, rechnen mit der Entdeckung von rund hundert weiteren jungen Sternenstehungsgalaxien mit Herschel.

"Neue Gravitationslinsen aufzuspüren ist eigentlich eine mühselige Arbeit, bei der wir gewaltige Datenmengen durchforsten müssen", erläutert der an den Beobachtungen beteiligte Forscher Asantha Cooray von der University of California in Irvine. "Mit Herschel können wir viele davon mit großer Effizienz entdecken." Bei der Entstehung neuer Sterne in den acht bis zwölf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxien entsteht viel Staub, und dieser Staub schwächt die Strahlung der Galaxien erheblich ab und macht sie so nahezu unsichtbar.

Doch zugleich erwärmt die Strahlung den Staub und lässt ihn deshalb im infraroten Strahlungsbereich aufleuchten. Die Expansion des Weltalls streckt die Wellenlängen dieser Strahlung auf ihrem Weg zur Erde, sodass sie hier als Submillimeter-Strahlung ankommt, langwelliger als Infrarot-, aber noch kurzwelliger als Radiostrahlung - und genau auf diesen Bereich ist das Weltraumteleskop Herschel spezialisiert. Cooray und seine Kollegen hatten sich nun folgendes überlegt: Wenn alle Submillimeter-Galaxien durch den Staub extrem leuchtschwach sind, dann müssen außergewöhnlich helle Submillimeter-Objekte durch Gravitationslinsen verstärkt sein. Gravitationslinsen sind nichts anders als Galaxien, die zwischen der Erde und einer fernen Galaxie liegen und mit ihrer Schwerkraft das Licht der Hintergrund-Galaxie bündeln und so verstärken.

Gesagt, getan: In einem 14,4 Quadratgrad großen, von Herschel sorgfältig durchsuchtem Himmelsgebiet sonderten Cooray und seine Kollegen fünf auffällig helle Objekte aus. Und tatsächlich: Nachbeobachtungen mit Großteleskopen auf der Erde zeigten in allen Fällen eine Linsen-Galaxie nahe dem Lichtweg zu dem weiter entfernten Submillimeter-Objekt. Der untersuchte Himmelsabschnitt gehört zu einer größeren, insgesamt 550 Quadratgrad umfassenden Durchmusterung, die noch nicht abgeschlossen ist. Cooray und seine Kollegen erwarten, in diesem Feld insgesamt rund einhundert "gelinste" Submillimeter-Galaxien aufzuspüren. Da Gravitationslinsen nicht nur die Helligkeit verstärkten, sondern auch die Bilder der fernen Galaxien vergrößern, bieten sie den Astronomen die Möglichkeit, detaillierte Einblicke in die Sternentstehung im jungen Kosmos zu nehmen.