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Weltraum-Astronomie Galaxien |
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Weltraum-Astronomie Informationen |
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| Genaue Lage der produktivsten Galaxien im Universum bestimmt |
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Mit Hilfe des Teleskopverbundes ALMA in Chile der Europäischen Südsternwarte ESO ist Forschern unter Beteiligung von Helmut Dannerbauer vom Institut für Astrophysik der Universität Wien eine wegweisende Arbeit gelungen: Die Position von mehr als hundert der produktivsten sternenbildenden Galaxien im Universum konnte mit bislang unerreichter Präzision bestimmt werden. Die neue Lagebestimmung trägt dazu bei, das Rätsel der enormen Produktivität dieser Galaxien zu lösen.
Die Klasse der so genannten "Submillimetergalaxien" wurde vor etwa 15 Jahren entdeckt. In diesen Galaxien entstanden und entstehen so viele neue Sterne, dass diese Sternsysteme für einen erheblichen Teil der gesamten Energiefreisetzung aller Galaxien in der Geschichte des Universums verantwortlich sind.
Supermillimetergalaxien blieben bisher weitgehend unverstanden
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| Ein Nebeneffekt der Entstehung vieler - darunter auch massereiche - Sterne ist die Produktion beträchtlicher Mengen an Staubpartikeln. Tatsächlich sind Submillimetergalaxien im Extremfall so hinter Staubwolken verborgen, dass sie bei Beobachtungen mit sichtbarem Licht komplett unsichtbar bleiben. Erst im Licht elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen zwischen einigen Zehntel Millimetern und einem Millimeter lassen sich diese Objekte vollständig erfassen. Ergänzende Daten stammen aus Infrarot- und Radiobeobachtungen. Viele Eigenschaften der Supermillimetergalaxien, etwa ihr sehr hoher Gehalt an kosmischem Staub, konnten bisher noch nicht widerspruchsfrei geklärt werden. |
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Neue detailreiche Beobachtungen der Galaxien mit ALMA
"Bisherige Submillimeter-Durchmusterungen dieser weit entfernten Objekte hatten stark mit mangelnder Detailschärfe zu kämpfen", erklärt Helmut Dannerbauer vom Institut für Astrophysik der Universität Wien. Eine Forschergruppe unter seiner Beteiligung hat jetzt eine grosse und trotzdem detaillierte Durchmusterung von mehr als hundert Submillimetergalaxien publiziert. "Die Beobachtungen wurden mit dem Teleskopverbund ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) in Chile durchgeführt - und zwar mit einem Auflösungsvermögen, welches das früherer Durchmusterungen um mehr als das Zehnfache übersteigt. Für die Beobachtungen in der Himmelsregion 'Extended Chandra Deep Field South' wurden 15 der ALMA-Antennen so zusammengeschaltet, dass sie wie ein einziges Riesenteleskop mit einem Durchmesser von 125 Metern fungieren", so Dannerbauer. Und er fügt hinzu: "Im Endausbau wird ALMA eine so hohe Trennschärfe haben, dass man damit ein Objekt von der Grösse eines Fussballtors auf dem Mond räumlich auflösen könnte."
Das hohe Auflösungsvermögen der Durchmusterung half bei der Lösung eines Rätsels um die Submillimetergalaxien. Vorher sah es so aus, als würden sich in den hellsten dieser Galaxien mehr als tausend Mal schneller neue Sterne bilden als in unserer Heimatgalaxie, der Milchstrasse. Bei solchen Sternentstehungsraten wären die betreffenden Galaxien Gefahr gelaufen, sich regelrecht auseinander zu sprengen. Jetzt haben die ALMA-Bilder dort, wo wir einzelne, hyperaktive Galaxien vermutet hatten, jeweils gleich mehrere kleinere Galaxien gezeigt - jeweils mit merklich moderaterer Sternentstehungsaktivität.
Präzise Lokalisierung von Objekten möglich
Die jetzt veröffentlichte Durchmusterung liefert eine solide Basis, auf der weitere Untersuchungen von Submillimetergalaxien aufbauen können. Astronomen nutzen verschiedene Arten von Strahlung, um Himmelsobjekte zu untersuchen. Aber das funktioniert nur, wenn man Objekte präzise lokalisieren kann - nur dann kann man sagen, ob eine Struktur, die man von einem Infrarotbild her kennt, mit einer bestimmten Struktur in den Submillimeterdaten identisch ist. Die jetzt veröffentlichte Durchmusterung zeigt, dass bisherige Versuche, Submillimetergalaxien auch in Infrarot- und Radiobildern zu identifizieren, mit grossen Problemen zu kämpfen hatten. In etwa einem Drittel der Fälle kam dabei eine falsche Zuordnung heraus. Mit den neuen, genauen Submillimeter-Messungen können solche Fehler vermieden werden.
Die Arbeit von Hodge und ihren Kollegen hat den Weg frei gemacht für die nächste Art von Untersuchungen: Beobachtungen bei noch höherer Auflösung, bei denen sämtliche 66 Antennen des inzwischen fertiggestellten ALMA-Antennenfeldes zum Einsatz kommen. Solche Beobachtungen versprechen Antworten auf die Frage, wie Submillimetergalaxien eigentlich entstehen: In dem aus heutiger Sicht plausiblen Szenario sind sie das Ergebnis der Kollision grosser Galaxien. Die gegenseitige Gravitationsanziehung während der Kollision führt dabei zu einer Phase intensiver Sternentstehung. Hochauflösende Aufnahmen könnten Aufschlüsse über die Form der Galaxien geben und damit Spuren solcher Galaxienkollisionen sichtbar machen.
Publikation:
Die hier vorgestellten Ergebnisse von Jacquelinge Hodge, A. Karim,I. Smail, A. M. Swinbank, F. Walter, A. D. Biggs, R. J. Ivison, H. Dannerbauer et al. erscheinen demnächst unter dem Titel "An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog and Multiplicity” im Astrophysical Journal.
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| Quelle:
Text Universität Wien, Institut für Astrophysik, April 2013 |
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| Österreichs Satelliten im All: UniBRITE |
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Im Februar 2013 starteten UniBRITE und BRITE-Austria (TUGSAT-1), die beiden baugleichen Nanosatelliten der Universität Wien und der TU Graz, von Indien aus erfolgreich in den Weltraum. Derzeit läuft die sogenannte "Kommissionierungsphase": Die Satellitenkomponenten werden schrittweise eingeschaltet und getestet. Beide Satelliten sind im Weltraum stabilisiert und bislang läuft alles… fast alles nach Plan: Schrecksekunden durchlebten die beteiligten WissenschafterInnen als der 1990 gestartete OSCAR-15-Satellit sich auf wenige Meter UniBRITE näherte und ein Zusammenstoss befürchtet wurde. |
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Die Satelliten sind inzwischen grob auf die kontinuierlich sichtbare Zone des "Satellitenhimmels" ausgerichtet.
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Dabei handelt es sich um jene kleine Zone, die für die Satelliten während ihres gesamten Bahnumlaufes für Testbeobachtungen zugänglich ist, wo also weder Sonne, Mond oder Erde die Sicht behindern. Der Auftrag der Nanosatelliten ist es, möglichst genaue Messungen von Sternintensitäten durchzuführen. Die geforderte Messgenauigkeit der Sternintensitäten wird durch Verteilen des Lichts auf mehrere Bildelemente des Detektors erreicht.
"Dabei kommen CCD-Sensoren zum Einsatz, das sind lichtempfindliche elektronische Bauelemente wie sie bei vielen digitalen Kameras auch verwendet werden", erklärt Werner Weiss, Astrophysiker an der Universität Wien und Leiter der BRITE-Constellation. |
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"Am 15. März 2013 erreichte uns die Nachricht vom Joint Space Operations Center der US-Airforce in Kalifornien, dass sich der im Jahr 1990 gestartete OSCAR-15 Satellit auf 255 Meter unserem UniBRITE-Satelliten näherte.
Dabei lag die Abschätzungsgenauigkeit nur wenig unter 100 Meter. Wir hatten grosse Befürchtungen, dass es einen Zusammenstoss im Weltraum geben könnte", so Werner Weiss. Zwei Tage später konnten die Angaben präzisiert werden. Die Distanz schrumpfte auf 178 Meter, aber die Unsicherheit lag nur noch bei etwa 10 Meter. Inzwischen ist bekannt, dass es keinen Zusammenstoss gab.
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| Quelle:
Text Universität Wien, Institut für Astrophysik, März 2013 |
Spiralgalaxien
Das
Bild zeigt zwei Spiralgalaxien, links die grössere (NGC 2207) und
rechts die kleinere (IC 2163). Die unvorstellbar starken Gravitationskräfte
von NGC 2207 verändern deutlich die Gestalt von IC 2163. In Milliarden
von Jahren werden diese beiden Galaxien eins sein. Die Aufnahme stammt
vom Hubble-Space-Teleskop. (Bild: NASA) |
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| Der Himmel wie Planck ihn sieht |
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Der ESA-Satellit Planck kartiert das Universum. Am Ende seiner Mission im Jahr 2012 hat der Satellit den Himmel insgesamt viermal vollständig abgetastet. Der erste komplette Datensatz der kosmischen Mikrowellen- Hintergrundstrahlung steht ab 2012 zur Verfügung stehen. |
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