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Gravitationslinse: Ein Einstein-Ring der Extraklasse

Eine Gravitationslinse macht aus einer normalen Hintergrundgalaxie einen eindrucksvollen Einstein-Ring, der mit dem James-Webb-Weltraumteleskop gesichtet wurde.
Ein faszinierendes Bild einer Galaxie mit einem hellen, leuchtenden Zentrum, umgeben von spiralförmigen, rötlichen Gas- und Staubwolken. Die Struktur ähnelt einem kosmischen Wirbel, der von zahlreichen kleinen, funkelnden Sternen umgeben ist. Der Hintergrund ist dunkel, was die leuchtenden Farben der Galaxie hervorhebt.
Ein fast perfekter Einstein-Ring: Die Schwerkraft der gelblichen Galaxie in der Bildmitte verzerrt das Bild einer weit hinter ihr befindlichen rötlichen Spiralgalaxie.

Nur wenn eine Galaxie exakt vor einer weit entfernten Welteninsel im Hintergrund steht, kommt es zu einem so genannten Einstein-Ring: Das Licht der Hintergrundgalaxie wird durch die Schwerkraft von jener im Vordergrund so verzerrt, dass es einen geschlossenen Ring bildet. Das Phänomen zeigt sich bei dieser Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST), die in unterschiedlichen infraroten Wellenlängen entstand. Man sieht in diesem Bild zwei Galaxien auf einmal. Die eigentlichen Einstein-Ringe – ein Sonderfall einer Gravitationslinse – erscheinen hier bläulich und umgeben den gelblichen Bereich der elliptischen Vordergrundgalaxie, deren Zentrum sich genau in der Bildmitte befindet. Durch diese Ringe hindurch lassen sich Einzelheiten der gelinsten Spiralgalaxie erkennen, die überwiegend rötlich erscheint. Sie scheint sich regelrecht um die elliptische Galaxie herumzuwinden: ein Effekt der von Albert Einstein vorausgesagten Krümmung von Raum und Zeit durch das Einwirken der Gravitation.

Die Gravitationslinse produziert sogar zwei deutliche Bilder des Zentrums der Hintergrundgalaxie: Eines befindet sich auf der Position »6 Uhr« genau unterhalb der Bildmitte, ein zweites auf der Position »1 Uhr« oberhalb der Bildmitte. Zudem lassen sich die Spiralarme gut erkennen; die kleineren gelblichen Flecken sind Sternhaufen und Sternentstehungsregionen sowie Ansammlungen von Staub und Gas.

Die Objekte auf diesem Bild befinden sich im Bereich des Galaxienhaufens SMACSJ0028.2-7537, der im Rahmen einer gezielten Suche nach Gravitationslinsen mit dem JWST durchmustert wurde. Die Untersuchungen laufen unter der Bezeichnung »Strong Lensing and Cluster Evolution« (SLICE), auf Deutsch etwa »Starke Linsen und die Entwicklung von Galaxienhaufen«. Das Programm wird von Guillaume Mahler von der Universität Lüttich in Belgien geleitet. Es soll etwa acht Milliarden Jahre galaktischer Entwicklung untersuchen. Dafür werden mit dem JWST 182 Galaxienhaufen beobachtet, die über einen weiten Bereich des Himmels verteilt sind.

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