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Institut für Astronomie, Universität Wien |
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Jahresrückblick der Astronomie, Teil 2 |
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| | | Das Jahr 2001 war voll bedeutender Forschungsergebnisse in der Astronomie. Im zweiten Teil des Jahresrückblicks von science.orf.at stehen neue Erkenntnisse zur Entstehung von Sternen, die kosmische Hintergrundstrahlung und die Einführung neuer Techniken bei den Weltraum-Teleskopen im Mittelpunkt. |
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Galaxien - Kerne und Sterne |
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Die Zentralregionen von Galaxien sind astrophysikalische Besonderheiten, die sich nicht durch durch extrem hohe Sterndichten auszeichnen, sondern auch "exotische" Objekte wie mehrere Millionen von Sonnenmassen schwere Schwarze Löcher beherbergen.
Die in 11 Millionen Lichtjahren Entfernung uns nächste aktive Galaxie Centaurus A ist ein ideales Studienobjekt, um diese Phänomene mit hoher räumlicher Auflösung studieren zu können, jedoch ist die Sicht auf den Galaxienkern durch dichte Gas- und Staubwolken behindert.
Erst durch Infrarot-Beobachtungen am ESO VLT konnte man den aktiven Galaxienkern analysieren und eine Masse von 200 Millionen Sonnenmassen für das zentrale Schwarze Loch ableiten. Aus den 30 Galaxien, in denen derartige massive dunkle Objekte nachgewiesen werden konnten, zeigt sich, dass etwa 0.2% der Kernmasse im Schwarzen Loch enthalten sind. Auch das zentrale Schwarze Loch in unserer Milchstraße passt in diese Relation.
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Zweiter Teil des astronomischen Jahresrückblicks
Der Text ist Teil Zwei einer Koproduktion von science.orf.at-Host Michael Maitzen, Josef Hron und Werner Zeilinger vom Institut für Astronomie der Universität Wien. Den ersten Teil ihres Jahresrückblicks zur Astronomie 2001 brachte science.orf.at vor einigen Tagen. |
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 Teil Eins des Rückblicks |
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Sternentstehung in Galaxien |
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Sternentstehung in Galaxien war auch ein zentrales Forschungsthema. Sternentstehungsgebiete werden dabei nicht mehr nur in der Scheibenkomponente von Spiralgalaxien gefunden, sondern auch in den Zentralregionen von Galaxien, wo eigentlich eine alte Sternpopulation dominiert.
Gas wird dabei aus den äußeren Regionen der Galaxie über nicht achsensymmetrische Komponenten (wie z.B. Balken) in das Galaxienzentrum transportiert, wo es Sternentstehung aber auch einen aktiven Galaxienkern nähren kann. Besonders eindrucksvoll sind dabei die Ringe von Sternentstehungsgebieten. Kollisionen von Galaxien stellen einen wichtigen Faktor in der galaktischen "Ökologie" dar, da damit neue Episoden von Sternentstehung in den betroffenen Systemen einsetzen.
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Die ersten Galaxien-Bausteine |
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In einer Entfernung von z=3.04 (entspricht einer Distanz von 13 Milliarden Lichtjahren), zu einem Zeitpunkt, wo das Universum ungefähr zwei Milliarden Jahre alt war, wurden mit dem ESO VLT die ersten Galaxien-Bausteine entdeckt, so genannte "LEGOs" (Lyman-alpha Emitting Galaxy-building Objects).
Es handelt sich dabei um ein kompaktes Filament, das aus wasserstoffreichen Objekten gebildet ist und in seiner Struktur die aktuellen Modelle der Strukturbildung im frühen Universum bestätigt.
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Untersuchung der kosmischen Hintergrundstrahlung |
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In koordinierten Beobachtungskampagnen wird die kosmische Hintergrundstrahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen in so genannten "Deep Fields" studiert. Ein signifikanter Beitrag zur Hintergrundstrahlung kann nun weit entfernten schwachen extragalaktischen Objekten zugeschrieben werden.
So konnte z.B. aus der Analyse des Röntgen-Hintergrundes eine neue Klasse von schwachen Quasaren (sog. Typ II Quasare) entdeckt werden, die in einer Entfernung von 8-9 Milliarden Lichtjahren den Röntgenhintergrund erzeugen.
Beobachtungen mit dem japanischen Subaru Teleskop bestätigen das Szenario im visuellen Wellenlängenbereich, weisen jedoch auf eine Diskrepanz im infraroten Wellenlängenbereich hin, wo die Hintergrundstrahlung drei mal so hoch ist als man Infrarotemission von Galaxien erwarten würde.
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Entfernteste Supernova beobachtet |
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HST beobachtete die bisher entfernteste Supernova in einer Entfernung von z=1.7 (10 Milliarden Lichtjahre). Diese Supernova erscheint heller, als man bei einem ständig expandierenden Universum erwarten würde.
Den Astronomen eröffnet sich damit der Blick in eine Phase des Universums, in der Gravitationskräfte die Expansion nach dem Big Bang abbremsen. Erst Milliarden Jahre später setzt die Phase der beschleunigten Expansion ein, in der die abstoßende Kraft der "Dunklen Energie" über die Gravitationskraft die Überhand gewinnt.
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Einblick in die Urzeit des Universums |
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Einen ersten Einblick in das "Dark Age" des Universums, jene 500 Millionen Jahre nach Entstehung der ersten Elemente (vor allem Wasserstoff) bis zu den ersten emittierenden astronomischen Objekten, konnte mit Beobachtungen des Keck Teleskopes gemacht werden.
In einem 14.5 Milliarden Lichtjahre entfernten Quasar wurden Anzeichen dafür gefunden, dass sein Licht durch neutrale Wasserstoffatome absorbiert wird. Damit wäre jenes primordiale Material gefunden, aus dem Galaxien entstehen.
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Dunkle Materie |
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Struktur und räumliche Verteilung von Dunkler Materie in Galaxien und Galaxienhaufen war ein weiterer Forschungsschwerpunkt an vielen Großteleskopen und Satelliten. Die bisherigen Beobachtungen scheinen das Szenario so genannter "Cold Dark Matter" zu bestätigen, in dem Dunkle Materie nur über Gravitationskraft mit der "normalen" Materie interagiert.
Beobachtungsdaten von Galaxien und Galaxienhaufen weisen auf eine verhältnismäßig kompakte und gleichmäßige räumliche Struktur der Dunklen Materiehalos hin. An einem Large Programme, das Dunkle Materie in Zwerggalaxien studiert und an den ESO VLT Teleskopen durchgeführt wird, sind auch österreichische Astronomen beteiligt.
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Beste (Aus)sicht(en) für Riesenteleskope |
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Das Jahr 2001 war auch in technologischer Hinsicht ein besonders erfolgreiches, vor allem für Teleskope auf der Erde. An den beiden größten Teleskop-Systemen der Welt, dem amerikanischen Keck und dem europäischen ESO-VLT wurden die so genannte adaptive Optik und auch die Interferometrie in Betrieb genommen.
Die adaptive Optik erlaubt es, durch besondere optische Elemente die störenden Einflüsse der Erdatmosphäre auf die Bildqualität zu korrigieren. Bei der Interferometrie wird das Licht mehrerer Teleskope kombiniert und so das Bild des Objektes rekonstruiert. Mit diesen beiden technisch sehr aufwändigen Methoden können feinere Details erfasst werden, als dies derzeit mit Weltraumteleskopen möglich ist.
ESO dürfte sich auf diesem Gebiet einen gewissen Vorsprung gesichert haben, denn auf Grund der Bauweise der Teleskopspiegel, und der Anordnung der Teleskope wird das VLT die Leistung des Keck übertreffen. Es bleibt zu hoffen, dass Österreich ESO bald beitreten wird, damit auch Österreichs Forscher von dieser technologischen Spitzenleistung Europas profitieren können.
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Den ersten Teil des astronomischen Jahresrückblickes finden Sie in science.orf.at unter:
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