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Gravitationslinsen: Entfernte Zwerggalaxie bestätigt hierarchische Galaxienentstehung

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Zwerggalaxien sind sehr leuchtschwach und deswegen gerade in größeren Distanzen schwer nachzuweisen. Simona Vegetti vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge und ihre Kollegen nutzten deshalb nicht das Licht, sondern die Schwerkraft, um eine weit entfernte Satellitengalaxie aufzuspüren. Kombiniert mit anderen Daten bestätigen diese Messungen das Modell einer hierarchischen Galaxienentstehung.

Mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii untersuchten die Wissenschaftler eine mehr als sieben Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernte elliptische Galaxie, die als Gravitationslinse wirkt: Sie lenkt das Licht einer dahinterliegenden Galaxie ab, so dass diese in Form eines Rings um die Linsengalaxie erscheint. Astronomen sprechen dabei von einem Einsteinring. Aus den verzerrten Bildern konnten die Forscher um Vegetti dann nicht nur auf die Helligkeit und Form der Hintergrundgalaxie schließen, sondern auch auf die Massenverteilung der elliptischen Galaxie [1].

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Zwerggalaxie Sagittarius | Die Sagittarius-Zwerggalaxie ist ein Begleiter der Milchstraße. Bezüglich ihrer Masse gleicht sie dem nun entdeckten Exemplar.

Dabei stießen sie auf eine Masse nahe dem Einsteinring, die offenbar nicht zur Linsengalaxie gehört. Vegetti und ihr Team glauben, dass es sich dabei um eine kleine Satellitengalaxie handelt. Befindet sich diese tatsächlich in der Nachbarschaft der Hauptgalaxie, sollte sie eine Masse von rund 190 Millionen Sonnenmassen besitzen – typisch für eine Zwerggalaxie.

Diese Ergebnisse aus dem Gravitationslinsensystem namens JVAS B1938+666 kombinierte die Forschergruppe mit den Daten einer anderen Satellitengalaxie, die Astronomen ebenfalls außerhalb des lokalen Universums aufgespürt hatten. Damit waren sie in der Lage, die Massenfunktion – also die jeweilige Anzahl von Zwerggalaxien mit einer bestimmten Masse – abzuschätzen. Die Resultate stimmen mit aktuellen Theorien für die Galaxienentstehung überein. Allerdings seien die Unsicherheiten in der abgeleiteten Funktion auf Grund der geringen Anzahl an bekannten Objekten recht groß, merkt Robert Schmidt von der Universität Heidelberg in einem begleitenden Artikel an [2].

Dennoch könnten die fernen Exemplare einen unabhängigen Beleg für die Massenverteilung von Satellitengalaxien bieten. Die Massenverteilung der bekannten Zwerggalaxien in der Lokalen Gruppe – dem Galaxienhaufen, zu dem auch die Milchstraße gehört – stimmt nämlich nicht mit den Vorhersagen einer hierarchischen Galaxienentstehung überein. Dieser Theorie zufolge sammelte sich die gewöhnliche Materie im frühen Universum in Verdichtungen von so genannter kalter Dunkler Materie an. In diesen entstanden die ersten Sterne und später ganze Galaxien, die dann miteinander verschmolzen, um noch größere Strukturen zu bilden. Im Lauf von Jahrmilliarden entstand so das heute vorhandene Weltall.

Allerdings müsste es laut diesem Modell deutlich mehr Zwerggalaxien in der Lokalen Gruppe geben als bisher beobachet. Vielleicht sei der heimische Galaxienhaufen einfach untypisch in dieser Hinsicht, schreiben die Forscher um Vegetti. Kritiker der Dunklen Materie werten die verfehlte Vorhersage dagegen als Beweis gegen die mysteriöse Substanz.

3. KW 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 3. KW 2012

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