Astronomen haben herausgefunden, wie sie die Schwerkraft ferner Galaxien nutzen können, um Licht zu biegen und Bilder zu vergrößern. Dabei entstehen gigantische Teleskope, die tiefer in den Kosmos blicken als je zuvor.
Vor mehr als 400 Jahren drehte Galileo ein primitives Fernglas zum Himmel und erfuhr in nur wenigen Nächten mehr über den unsichtbaren Himmel als alle Wissenschaftler und Philosophen vor ihm zusammen.
Seitdem wurden Astronomen von einem einfachen Imperativ geleitet: Make Bigger Telescopes. Im 21. Jahrhundert hat sich die Kraft der Optik millionenfach vervielfacht. Teleskope erklimmen die höchsten Berge, breiten sich über Wüsten aus, füllen Täler und fliegen sogar durch den Weltraum. Diese modernen Riesen bieten eine kristallklare Sicht auf Sterne und Galaxien, die Milliarden von Lichtjahren weiter entfernt sind als alles, was Galileo jemals gesehen hat. Jeder Durchbruch bringt ein neues und tieferes Verständnis des Kosmos.
Man fragt sich, wie groß ein Teleskop sein kann.
Glaubst du, größer als eine ganze Galaxie? Auf dem Treffen der American Astronomical Society im Januar 2014 deckten die Forscher ein Stück Himmel auf, das durch eine Linse mit einer Breite von mehr als 500.000 Lichtjahren gesehen wurde.
Die "Linse" ist eigentlich ein massiver Galaxienhaufen, der als Abell 2744 bekannt ist. Wie von Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt, verzieht die Masse des Haufens das Raumgefüge um ihn herum. Das vorbeiziehende Sternenlicht ist gebogen und vergrößert, ähnlich wie ein gewöhnliches Objektiv, nur in einem wesentlich größeren Maßstab.
In letzter Zeit hat das Hubble-Weltraumteleskop zusammen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop und dem Chandra-Röntgenobservatorium diese Gravitationslinse im Rahmen eines Programms namens „Frontier Fields“ untersucht.
"Frontier Fields ist ein Experiment zur Erforschung der ersten Milliarden Jahre der Universumsgeschichte", sagt Matt Mountain vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. Die Frage ist: "Können wir Hubbles exquisite Bildqualität und Einsteins Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie verwenden, um nach den ersten Galaxien zu suchen?"
Die Antwort scheint „Ja“ zu sein. Auf dem AAS-Treffen diskutierte ein internationales Team unter der Leitung von Astronomen des Instituto de Astrofísica de Canarias und der Universität La Laguna über Hubble- und Spitzer-Beobachtungen des Abell 2744-Clusters. Zu den Ergebnissen gehörte die Entdeckung einer der entferntesten Galaxien, die je gesehen wurden - eines Sternensystems, das 30-mal kleiner und doch 10-mal aktiver als unsere eigene Milchstraße ist. Das Feuerwerk steckt voller neugeborener Sterne und gibt den Astronomen einen seltenen Einblick in eine Galaxie, die nicht lange nach dem Urknall selbst geboren wurde.
Insgesamt enthüllte die Hubble-Aufnahme von Abell2744 fast 3.000 entfernte Galaxien, die 10- bis 20-mal so groß waren, als sie normalerweise erscheinen würden. Ohne den Schub der Gravitationslinse wären fast alle diese Hintergrundgalaxien unsichtbar.
Abell 2744 ist nur der Anfang. Frontier Fields zielt auf sechs Galaxienhaufen als Gravitationslinsen. Zusammen bilden sie eine Reihe mächtiger Teleskope, die in der Lage sind, den Himmel zu erforschen wie nie zuvor.