Mit dem Hubble-Weltraumteleskop entdeckte ein Team von Astronomen mithilfe einer kniffligen Technik eine schwer fassbare 11 Milliarden Jahre alte Galaxie. Anstatt das Licht zu beobachten, das dieses Reich aussendet, beobachteten sie das Licht, das es absorbiert.
So wie wir eine Glühbirne durch das Licht sehen, das sie aussendet, beobachten Astronomen Galaxien normalerweise anhand des Lichts, das ihre Sterne aussenden. Galaxien emittieren überall Lichtwellen elektromagnetisches Spektrumund verschiedene Teleskope sind in der Lage, diese kosmischen Objekte in verschiedenen Lichtwellenlängen zu beobachten, um ein vollständiges Bild zu erstellen.
Wenn sich eine Galaxie jedoch auf derselben Sichtlinie wie eine andere, weiter entfernte Quelle hellen Lichts befindet, gibt es eine andere Möglichkeit, diese galaktischen Beobachtungen durchzuführen. Wenn Licht beispielsweise durch eine Hintergrundgalaxie zu einer Vordergrundgalaxie gelangt, absorbieren das Gas und der Staub in der Vordergrundgalaxie einige der Wellenlängen des Hintergrunds. Und weil chemische Elemente Licht bei bestimmten Wellenlängen absorbieren, können Astronomen durch die Suche nach Lücken in der Lichtleistung – oder den Spektren – einer Hintergrundquelle erfahren, was das Licht passiert hat, bevor es unsere Teleskope erreicht hat. Mit anderen Worten: Das Licht in diesen „Räumen“ wäre von einem Vordergrundobjekt auf dem Weg zu unserem Beobachtungspunkt absorbiert worden.
Eine potenziell nützliche Referenzquelle für diese Technik ist QuasareDabei handelt es sich um extrem helle galaktische Kerne, die von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben werden, die Strahlungs- und Materiestrahlen ausstoßen, während sie sich an der umgebenden Materie erfreuen.
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„Um absorbierende Galaxien zu finden, suchen wir zunächst nach besonders roten Quasaren“, erklärt Johan Fynbo, Astronom am Cosmic Dawn Center. sagte in einer Erklärung. „Da Sternenstaub dazu neigt, blaues Licht zu absorbieren, aber kein rotes, wird der Quasar gerötet, wenn sich im Vordergrund eine staubige Galaxie befindet.“
Er und sein Team haben mehrere absorbierende Galaxien entdeckt, indem sie das Licht von geröteten Quasaren analysiert haben, aber sobald das erledigt ist, stehen sie vor einer viel schwierigeren Aufgabe: nach dem Licht zu suchen, das von der absorbierenden Galaxie selbst emittiert wird.
Ein Glühwürmchen auf einem kosmischen Leuchtfeuer
Wenn sich Quasare genau hinter einer Galaxie befinden, neigen sie aufgrund ihrer immensen Helligkeit dazu, unsere Sicht auf Galaxien im Vordergrund zu stören. So sehr, dass sie das kombinierte Licht aller Sterne in einer ganzen Galaxie im Wesentlichen überwältigen.
Das Erkennen einer absorbierenden Galaxie mit eigener Lichtausbeute ähnelt dem Versuch, ein Glühwürmchen zu entdecken, das auf einer Leuchtturmlampe sitzt, während es an Land steht. Obwohl es für viele eine zu große Herausforderung sein mag, haben Fynbo und seine Kollegen Spaß daran.
Leider müssen Wissenschaftler das Licht ihrer kürzlich entdeckten 11 Milliarden Jahre alten absorbierenden Galaxie noch identifizieren, aber die von diesem Objekt offenbarten Absorptionsmuster sind bemerkenswert. Die Galaxie, so wie sie aussah, als unser 13,8 Milliarden Jahre altes Universum erst etwa 3 Milliarden Jahre alt war, absorbiert mehr Licht als andere Galaxien, die auf die gleiche Weise gefunden wurden, was bedeutet, dass es sich wahrscheinlich um eine reifere Galaxie wie die handelt Milchstraße.
„Die Merkmale, die wir im fehlenden Licht gefunden haben, verraten uns etwas über den Staub in der Vordergrundgalaxie“, sagte Lise Christensen, Mitglied des Entdeckungsteams und Astronomin am Cosmic Dawn Center, in der Pressemitteilung. „Tatsächlich scheint der Staub dem Staub zu ähneln, den wir lokal in der Milchstraße und in einer unserer Nachbargalaxien sehen.“
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Das Team konnte außerdem feststellen, dass die Galaxie ein helles Gegenstück hat. Diese Galaxie scheint geboren zu sein Sterne mit hoher Geschwindigkeit so nah an der absorbierenden Galaxie ist, dass das Team auch annimmt, dass die beiden wahrscheinlich gravitativ miteinander verbunden sind. Dies bedeutet, dass die beiden Galaxien irgendwann nach ihrer Entdeckung wahrscheinlich eine Gruppe von Galaxien bildeten, die der lokalen Gruppe ähnelte, in der sich die Milchstraße befindet.
Fynbo beabsichtigt, diese Region erneut zu besuchen Raum mit anderen Instrumenten, darunter dem La Palma Nordic Optical Telescope, um nach anderen Mitgliedern dieser galaktischen Gruppe zu suchen, in der Hoffnung, die absorbierende Galaxie zu sehen, die ihr eigenes Licht aussendet.
„Das macht die Untersuchung von Galaxien noch interessanter“, schlussfolgerte der Astronom.
Die Forschung des Teams wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics angenommen. In der Zwischenzeit ist eine vorab begutachtete Version auf der Website verfügbar arXiv-Forschungsrepository.