Kosmische Verjüngungskur

  • 09. October 2017

Galaxienverschmelzung führt Galaxienschweif neue Energie zu.

Bei Beobachtungen an Galaxienhaufen hat eine internationale Forschungs­gruppe eine neue Klasse kosmischer Radio­quellen auf­ge­spürt. Mit LOFAR, dem Low Frequency Array, empfingen sie die läng­sten Radio­wellen, die bis­lang auf der Erde gemessen werden können, und erkannten so einen Galaxien-Schweif, der nach seinem Erblassen mit neuer Energie versorgt worden sein muss.

Abell 1033

Abb.: Der Galaxienhaufen Abell 1033. Die Radio­wellen, die vom Tele­skop LOFAR aufge­zeichnet werden, sind orange darge­stellt. Die Galaxie bewegt sich von rechts nach links, der Schweif ist hinter der Galaxie sicht­bar. Die Partikel ver­blassen schon, werden aber nahe des Zentrums der ver­schmel­zenden Galaxien wieder mit neuer Energie ver­sorgt. (Bild: LOFAR)

Galaxienhaufen können hunderte oder tausende Sternensysteme umfassen, bestehen jedoch haupt­säch­lich aus dunkler Materie und extrem heißem Gas. Werden im Zentrum einer Galaxie, während sie sich durch das Gas bewegt, energie­geladene Teilchen produ­ziert, senden diese bei ihrer Beschleu­ni­gung Radio­wellen aus. Diese Signale werden auf dem Bild, das die Radio­tele­skope liefern, als farbige Streifen dar­ge­stellt. Normaler­weise ver­blassen diese Leucht­spuren mit der Zeit. Im Galaxien­haufen Abell 1033 stieß das Team bei sehr niedrigen Radio­frequenzen jedoch auf einen Schweif, der sich anders als erwartet ver­hielt: Er begann, im Galaxien-Gas erneut zu glühen.

„Mit diesem Anblick haben wir nicht gerechnet“, sagt Francesco de Gasperin von der Uni Hamburg und dem Obser­va­torium Leiden in den Nieder­landen. „Weil diese Elek­tronen-Wolken ihre Energie nach und nach frei­geben, müssten sie immer schwächer werden, bis sie schließlich ver­schwinden. Aber statt­dessen leuchtet dieser Schweif noch nach mehr als hundert Milli­onen Jahren – und das mitten im Zentrum eines Haufens, in dem gerade mehrere Galaxien ver­schmelzen. Ein Teil der Energie aus dieser Kolli­sion muss der Elek­tronen-Wolke neue Energie zuge­führt haben.“

Abell 1033 ist 1,6 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Die neue Energie­quelle wurde durch beson­ders lange Radio­wellen ange­zeigt, die von den Tele­skopen aufge­fangen worden waren. „Bei der neuen Ent­deckung geht es um eine neue Klasse von kosmischen Radio­quellen“, erklärt Marcus Brüggen von der Uni Hamburg. Diese sei noch völlig unver­standen. „Hier werden Teilchen über lange Zeiten beschleu­nigt. Der Mecha­nismus ist noch rätsel­haft, aber wir gehen davon aus, dass es hunderte solcher Quellen gibt.“

Ermöglicht wurde die neue Entdeckung durch eine Kooperation zwischen dem indischen Giant Meter­wave Radio Tele­scope und dem europä­ischen LOFAR. LOFAR ist in der Lage, Radio­wellen mit einer Länge von bis zu dreißig Metern zu detek­tieren. Das einzig­artige Tele­skop ver­bindet Tausende von Antennen, die in acht ver­schie­denen Ländern stehen und deren Daten in einem Super­computer in Groningen zusammen­laufen. Der Rechner sammelt pro Sekunde zwei­hundert Giga­byte an Daten und bildet so ein virtu­elles Radio­tele­skop, das genauso groß ist wie der europä­ische Konti­nent und daher sehr lang­wellige und schwache Radio­signale auf­fangen kann.

UHH / RK

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