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Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching

Ein alter Haufen im jungen Universum

15. März 2011

Mit einer ganzen Armada von Teleskopen auf dem Erdboden und im Weltall, unter anderem dem VLT und XMM-Newton, haben Astronomen den am weitesten entfernten bislang bekannten "erwachsenen" Galaxienhaufen entdeckt. Das Licht, das sie dafür aufgefangen haben, stammt aus einer Zeit, als das Universum weniger als ein Viertel so alt war wie jetzt. Im Gegensatz zu anderen Strukturen im jungen Universum, ist dieser Haufen bereits "gereift", wie man an der diffusen Röntgenemission und den entwickelten Galaxien sehen kann.

<p><span class="small">Bild des Galaxienhaufens CL J1449+0856 zusammengesetzt aus Nahinfrarot- und Röntgendaten</span></p> Bild vergrößern

Bild des Galaxienhaufens CL J1449+0856 zusammengesetzt aus Nahinfrarot- und Röntgendaten

Die Beobachtung von CL J1449+0856 - so die Katalognummer des neu gefundenen Haufens - zeigt den Haufen, als das Universum nur 3 Milliarden Jahre alt war. "Der Haufen stellt nicht nur einen Entfernungsrekord auf, das Besondere an diesem Haufen ist, dass er bereits ein "erwachsener", ausgereifter Galaxienhaufen ist," sagt Raphael Gobat vom Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA) in Frankreich, der die umfangreiche Studie leitete. "Viele andere Haufen bei hohen Rotverschiebungen befinden sich noch in der Entwicklung."

Ein Zeichen seiner fortgeschrittenen Entwicklung ist die diffuse Röntgenemission des Haufens, die mit dem XMM-Newton Observatorium der ESA beobachtet wurde. "Nur wenn Galaxienhaufen genug Zeit hatten, sich vollständig zu entwickeln und unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft zu kollabieren, kann man sie im Röntgenlicht sehen," erklärt Alexis Finoguenov vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE), Mitautor der Studie. Die Röntgenemission stammt vom heißen Gas im Haufen: im Schwerefeld des Haufens wird das Gas verdichtet und auf Temperaturen von über 10 Millionen Kelvin erhitzt, so dass es Licht im Röntgenbereich aussendet.

Die Röntgendaten zeigen nicht nur, dass es sich um einen voll entwickelten Haufen handelt, mit den Daten kann man auch die Eigenschaften des Haufens bestimmen. Die Forscher schätzen, dass die Masse des Haufens etwa 5-6 × 1013 Sonnenmassen beträgt. "Der Haufen hat eine mittlere Masse, das entspricht den Erwartungen für eine derart frühe Epoche," sagt Finoguenov. "Er entspricht damit den Vorläufern der massereichen Strukturen, die wir im nahen Universum sehen können, wie dem Coma-Haufen."

Dieser bemerkenswerte Fund ist das Ergebnis einer Studie bei vielen Wellenlängen, die sich über fünf Jahre hinzog und mehrere Beobachtungsstationen auf der Erde und im All umfasste. Ursprünglich wurde der Haufen in Infrarot-Daten des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA identifiziert. Nachfolgebeobachtungen nutzten optische und Nahinfrarot-Daten mit dem Subaru-Teleskop des nationalen astronomischen Obervatoriums Japan, dem Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte, dem William-Herschel-Teleskop, dem Hubble Weltraumteleskop und dem W.M.-Keck-Observatoriums, sowie Röntgendaten von dem XMM-Newton-Weltraumobservatorium der ESA und dem Chandra-Weltraumteleskop der NASA.

 
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