Wenn es darum geht, einige der entferntesten und ältesten Galaxien im Universum zu untersuchen, stellen sich eine Reihe von Herausforderungen. Diese Galaxien sind nicht nur Milliarden von Lichtjahren entfernt, sondern auch oft zu schwach, um klar zu sehen. Glücklicherweise verlassen sich Astronomen auf eine als Gravitationslinsen bekannte Technik, bei der die Gravitationskraft eines großen Objekts (wie eines galaktischen Clusters) verwendet wird, um das Licht dieser schwächeren Galaxien zu verbessern.
Mit dieser Technik entdeckte kürzlich ein internationales Team von Astronomen eine entfernte und ruhige Galaxie, die sonst unbemerkt geblieben wäre. Unter der Leitung von Forschern der Universität von Hawaii in Manoa führte das Team mit dem Hubble-Weltraumteleskop den bislang extremsten Fall von Gravitationslinsen durch, mit dem sie die schwache Galaxie beobachten konnten, die als bekannt ist eMACSJ1341-QG-1.
Die Studie, die ihre Ergebnisse beschreibt, erschien kürzlich in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefeunter dem Titel „Dreißigfach: Extreme Gravitationslinse einer ruhenden Galaxie bei z = 1,6 ". Unter der Leitung von Harald Ebeling, einem Astronomen der Universität von Hawaii in Manoa, gehörten Mitglieder des Niels-Bohr-Instituts, des CNRS (Centre Nationale de Recherche Scientifique), des Space Telescope Science Institute und des European Southern Observatory (ESO) zum Team.
Für ihre Studie stützte sich das Team auf den massiven Galaxienhaufen, der als bekannt ist eMACSJ1341.9-2441 zur Vergrößerung des Lichts von eMACSJ1341-QG-1, einer entfernten und schwächeren Galaxie. In astronomischer Hinsicht ist diese Galaxie ein Beispiel für eine "ruhende Galaxie", die es gibt Grundsätzlich ältere Galaxien, die ihre Staub- und Gasvorräte weitgehend aufgebraucht haben und daher keine neuen Sterne bilden.
Das Team begann mit der Aufnahme der schwachen Galaxie mit dem Hubble und dann Follow-up durchführen spektroskopische Beobachtungen mit dem ESO / X-Shooter-Spektrographen, der Teil des Very Large Telescope (VLT) am Paranal Observatory in Chile ist. Basierend auf ihren Schätzungen stellte das Team fest, dass sie die Hintergrundgalaxie für das Primärbild um den Faktor 30 und für die beiden verbleibenden Bilder um den Faktor sechs verstärken konnten.
Dies macht eMACSJ1341-QG-1 mit Abstand zu der am stärksten verstärkten ruhenden Galaxie, die bisher entdeckt wurde! Wie Johan Richard - ein Assistent des Astronomen an der Universität von Lyon, der die Linsenberechnungen durchführte, und Mitautor der Studie - in einer Pressemitteilung der Universität von Hawaii angab:
"Die sehr hohe Vergrößerung dieses Bildes bietet uns die seltene Gelegenheit, die Sternpopulationen dieses entfernten Objekts zu untersuchen und letztendlich seine unverzerrte Form und Eigenschaften zu rekonstruieren."
Obwohl bereits andere extreme Vergrößerungen durchgeführt wurden, hat diese Entdeckung einen neuen Rekord für die Vergrößerung einer seltenen ruhenden Hintergrundgalaxie aufgestellt. Diese älteren Galaxien sind nicht nur aufgrund ihrer geringeren Leuchtkraft sehr schwer zu erkennen. Das Studium von ihnen kann einige sehr interessante Dinge über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien in unserem Universum enthüllen.
Wie Ebeling, Astronom am UH-Institut für Astronomie und Hauptautor der Studie, erklärte:
„Wir sind darauf spezialisiert, extrem massive Cluster zu finden, die als natürliche Teleskope fungieren, und haben bereits viele aufregende Fälle von Gravitationslinsen entdeckt. Diese Entdeckung zeichnet sich jedoch durch die enorme Vergrößerung aus eMACSJ1341 ermöglicht es uns, einen sehr seltenen Galaxientyp im Detail zu untersuchen. “
Ruhende Galaxien sind im lokalen Universum verbreitet und repräsentieren den Endpunkt der galaktischen Evolution. Daher könnte dieser rekordverdächtige Fund einige einzigartige Möglichkeiten bieten, diese älteren Galaxien zu untersuchen und festzustellen, warum die Sternentstehung in ihnen endete. Wie Mikkel Stockmann, ein Teammitglied der Universität Kopenhagen und Experte für Galaxienentwicklung, erklärte:
„Wenn wir weiter entfernte Galaxien betrachten, blicken wir auch in die Zeit zurück, also sehen wir Objekte, die jünger sind und ihre Gasversorgung noch nicht aufgebraucht haben sollten. Wenn wir verstehen, warum diese Galaxie bereits aufgehört hat, Sterne zu bilden, können wir wichtige Hinweise auf die Prozesse erhalten, die die Entwicklung der Galaxien bestimmen. “
In ähnlicher Weise, kürzlich Es wurden Studien durchgeführt, die darauf hinweisen, dass das Vorhandensein eines supermassiven Schwarzen Lochs (SMBH) dafür verantwortlich sein könnte, dass Galaxien ruhig werden. Während die mächtigen Jets, die diese Schwarzen Löcher erzeugen, beginnen, den Kern der Galaxien von Staub und Gas zu befreien, werden potenzielle Sterne von dem Material ausgehungert, das sie für einen Gravitationskollaps benötigen würden.
In der Zwischenzeit werden am Paranal Observatory in Chile und an den Maunakea Observatories in Hawaii Follow-up-Beobachtungen von eMACSJ1341-QG1 mit Teleskopen durchgeführt. Was diese Beobachtungen zeigen, wird uns sicherlich viel darüber erzählen, was eines Tages aus unserer eigenen Milchstraßengalaxie werden wird, wenn der letzte Staub und das letzte Gas aufgebraucht sind und alle seine Sterne zu roten Riesen und langlebigen roten Zwergen werden.
