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2000-fach vergrößert: Gravitationslinse enthüllt entferntesten Stern

Zur rechten Zeit am rechten Ort: In 9 Milliarden Lichtjahren Entfernung sind einzelne Sterne eigentlich nicht mehr zu erkennen. Doch es gibt eine glückliche Ausnahme.
Der Galaxiencluster Abell 370 mit Einsteinringen

Einstein hatte den Effekt bereits 1936 vorhergesagt – doch das jetzt entdeckte Extrembeispiel einer Gravitationslinse hätte ihn sicherlich überrascht. Mehr als 2000-fach heller lässt die Schwerkraftwirkung eines Galaxienclusters einen Stern erscheinen, der von der Erde aus gesehen genau hinter dem Haufen liegt. Wie ein Team um Patrick L. Kelly von der University of California in »Nature Astronomy« berichtet, handelt es sich bei dem Stern um einen Blauen Überriesen in einer Entfernung von mehr als 9 Milliarden Lichtjahren, bei einer Rotverschiebung von 1,49. Dank der enormen Verstärkung ist er der am weitesten entfernte einzeln sichtbare Stern, der jemals beobachtet wurde.

Die extreme Verstärkung – um den Faktor 100 höher als bei normalen Gravitationslinsen – ist das Ergebnis eines besonders glücklichen Zusammentreffens. Zum einen fokussiert die enorme Masse des Clusters im Vordergrund das Licht der weit entfernten Heimatgalaxie des Sterns insgesamt um bis zu Faktor 50; zusätzlich gibt es eine Zone extremer Vergrößerung, ähnlich dem Brennpunkt einer gewöhnlichen Linse, in der das Licht einzelner Objekte bis zum 5000-Fachen verstärkt wird. Nahe dieser »kritischen Kurve« liegt der Blaue Überriese.

Die vermutlich weitreichendste Erkenntnis liefert jedoch ein deutliches Flackern des als MACS J1149 Lensed Star 1 bezeichneten Sterns. Die Arbeitsgruppe beobachtete, dass das Himmelsobjekt im Mai 2016 noch einmal um den Faktor vier heller wurde. Ursache ist vermutlich ein Microlensing-Ereignis: ein kleines, kompaktes Objekt, das sich präzise in den Strahlengang schob und so das Licht noch einmal verstärkte. Das Microlensing gibt zudem Aufschluss darüber, wie die Massen im Cluster auf kleinen Skalen verteilt sind; womöglich lassen sich auf diese Weise auch Dunkle-Materie-Modelle überprüfen, die eine gewisse Menge Schwarzer Löcher erfordern.

In einer früheren Version des Artikels war fälschlicherweise eine Entfernung von 14 Milliarden Lichtjahren angegeben. Wir bitten, den Fehler zu entschuldigen.

14/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 14/2018

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