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Große Magellansche Wolke: Abstand zur Nachbargalaxie exakt wie nie bestimmt

Künstlerische Darstellung eines Bedeckungsveränderlichen

Die Milchstraße wird von zahlreichen Zwerggalaxien umrundet, eine davon ist die Große Magellansche Wolke am südlichen Sternhimmel. Als nächster Nachbar spielt das System eine wichtige Rolle, denn kennt man dessen Abstand, lässt sich daraus letztlich auch die Distanz deutlich weiter entfernter Galaxien ableiten. Forscher um Grzegorz Pietrzynski von der Universidad de Concepción in Chile präsentieren nun das bislang genaueste Ergebnis. Mit dem neuen Wert lässt sich unter anderem die Expansionsrate des Universums genauer eingrenzen und damit letztlich auch die Dunkle Energie besser erforschen.

Für ihre Studie suchten die Astronomen nach Sternpaaren in der Großen Magellanschen Wolke, die eng umeinander kreisen und sich dabei – von der Erde aus betrachtet – immer wieder gegenseitig bedecken. Die Gesamthelligkeit solcher Doppelsysteme schwankt dadurch periodisch und liefert so wertvolle Informationen: Kombiniert man diese Daten mit den Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne, so lässt sich ihr Radius ableiten. Das Lichtspektrum verrät dagegen die Effektivtemperatur der Gestirne. Für insgesamt acht Systeme, bestehend aus jeweils zwei Roten Riesensternen, ermittelten Pietrzynski und sein Team diese Größen und konnten so letztlich auch auf deren tatsächliche Leuchtkraft schließen. Ein Vergleich mit der am La-Silla-Observatorium gemessenen Helligkeit ergab dann schließlich die gesuchte Distanz zur Nachbargalaxie – im Mittel rund 163 000 Lichtjahre.

Die nun verwendete Methode ist nicht neu und kam bereits bei anderen, heißeren Gestirnen in der Zwerggalaxie zum Einsatz. Allerdings ergeben sich bei diesen Sterntypen deutlich größere Unsicherheiten von bis zu zehn Prozent. "100 Jahre lang haben Astronomen versucht, die Entfernung zur Großen Magellanschen Wolke exakt zu messen. Es hat sich als unglaublich schwer herausgestellt. Jetzt haben wir dieses Problem endlich lösen können – und das mit einem Ergebnis, das auf zwei Prozent genau ist", berichtet Teammitglied Wolfgang Gieren, ebenfalls von der Universidad de Concepción in Chile. Die Forscher arbeiten bereits daran, die Methode noch weiter zu verfeinern, und hoffen so innerhalb weniger Jahre die Unsicherheit nochmals zu halbieren.

Die Große Magellansche Wolke enthält wie auch andere Galaxien im Weltall sogenannte Standardkerzen – Objekte mit einer bekannten Leuchtkraft. Dazu zählen beispielsweise bestimmte pulsierende Sterne. Je weiter deren Heimatgalaxie entfernt liegt, desto lichtschwächer erscheinen diese Cepheidensterne in den Teleskopen. Der Helligkeitsverlust hängt dabei in bekannter Weise von der Distanz der Lichtquelle ab. Allerdings muss das kosmische Maßband vorher geeicht werden, was mit den neuen Daten nun mit bisher unerreichter Präzision gelingt. Entsprechend genauer fallen die darauf basierenden Entfernungsbestimmungen aus. Und damit ließe sich letztlich auch der Wert für die Hubble-Konstante – ein Maß für die Expansionsrate des Universums – genauer ermitteln.

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