Galaxien sind massive und wunderschöne Inseln von Sternen. Aber wussten Sie, dass die meisten Galaxien von Halos umgeben sind? Ein komplexes Instrument am Very Large Telescope gibt den Astronomen neue Einblicke in diese galaktischen Lichtringe.
In diesem Bild des Hubble-Weltraumteleskops sticht ein galaktischer Heiligenschein oder eine Korona als ein ätherisch leuchtender Ring hervor. Das Bild zeigt eine aufgrund des Gravitationslinseneffekts vergrößerte Galaxie hinter einem massiven Galaxienhaufen. Bild über ESO / NASA / ESA / A.Claeyssens / EWASS.
Wenn wir an Galaxien denken, denken wir an riesige Scheiben von Milliarden von Sternen, Staub und Gas. Viele erinnern an riesige Windräder. Mit den richtigen Instrumenten können Astronomen jedoch mehr sehen: Lichthöfe, die sich aus neutralem Wasserstoff zusammensetzen, um Galaxien. Am 24. Juni 2019 gab das Centre de Recherche Astrophysique de Lyon bekannt, dass seine Forscher mit dem MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile neue Beobachtungen entfernter galaktischer Lichthöfe - manchmal auch als galaktische Koronen bezeichnet - durchgeführt haben. Die Astronomen sagten, MUSE sehe Halos um fast alle entfernten Galaxien, die es beobachtet, aber selbst dann sind sie im Allgemeinen zu klein, um viele Details oder Strukturen zu zeigen. Um dies zu unterstützen, kombinierte die neue Studie die MUSE-Beobachtungen mit der sogenannten Gravitationslinse, um die Lichthöfe genauer zu untersuchen.
Die Bilder und andere Daten wurden auf der Jahrestagung der Europäischen Astronomischen Gesellschaft (EWASS 2019) am 25. Juni in Lyon, Frankreich, präsentiert. Über 1.200 Astronomen kamen zu dieser Tagung zusammen.
Ein weiterer partieller Galaxienhalo in einem Hubble-Weltraumteleskopbild. Wie im obigen Bild zeigt das Bild eine vergrößerte Galaxie aufgrund des Gravitationslinseneffekts hinter einem massiven Galaxienhaufen. Bild über ESO / NASA / ESA / A.Claeyssens / EWASS.
Der Astronom Adélaïde Claeyssens, ein Ph.D. Die Studentin am Centre de Recherche Astrophysique de Lyon präsentierte diese Ergebnisse auf der EWASS 2019. Sie erklärte:
Tatsächlich haben massive Cluster die Eigenschaft, Lichtstrahlen, die durch ihr Zentrum laufen, zu biegen, wie von Einstein vorhergesagt. Dies erzeugt den Effekt einer Lupe: Die Bilder von Hintergrundgalaxien werden vergrößert.
Es gibt zwei Hauptbeobachtungen, die das MUSE-Instrument bisher bei Halos durchführen konnte.
Das erste ist, wo der Halo als fast vollständiger Lichtring erscheint, der eine Galaxie umgibt. MUSE kann sich so weit auf den Ring konzentrieren, dass untersucht werden kann, wie sich die Gase in verschiedenen Teilen des Halos unterscheiden. Bisher war dies schwierig, und die Daten zeigen den Astronomen, wie homogen die Gase in den Halos sind und wie sie sich in der Galaxie bewegen.
Zweitens liefert die einzigartige Art und Weise, in der MUSE-Daten mit den Gravitationslinseneffekten kombiniert werden, mehr Hinweise darauf, wie sich Galaxien im frühen Universum gebildet haben.
Hier ist ein Beispiel für eine Karte, wie sich das Wasserstoffgas eines galaktischen Halos um eine Galaxie herum strukturieren könnte. Die neuen MUSE-Beobachtungen ließen Astronomen signifikante Variationen der Gaseigenschaften über einen Heiligenschein hinweg erkennen. Sie sagten, dass die Ergebnisse es ihnen ermöglichen, "komplexe Strukturen und den physikalischen Prozess im Detail zu untersuchen". Bild über ESO / Claeyssens / EWASS.
Galaktische Lichthöfe wurden auch mit dem Hubble-Weltraumteleskop beobachtet und einige der Bilder auf dieser Seite erzeugt. 2015 wurde berichtet, dass galaktische Lichthöfe häufiger vorkommen als bisher angenommen.
Diese Lichthöfe können auch im Funkspektrum beobachtet werden, beispielsweise mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) in der Nähe von Socorro, New Mexico. VLA hat 2015 die Lichthöfe von 35 Galaxien beobachtet. Astronomen sagen, dass sie durch die Untersuchung von galaktischen Lichthöfen mit Radioteleskopen eine ganze Reihe von assoziierten Phänomenen untersuchen können, einschließlich der Geschwindigkeit der Sternentstehung innerhalb der Scheibe, der Winde von explodierenden Sternen sowie der Art und Herkunft der Magnetfelder der Galaxien.
Dies ist ein traditionelles Radiobild eines galaktischen Halos, in diesem Fall des Minihalos im Perseus-Galaxienhaufen. Bild über Caltech. Lesen Sie mehr über dieses Bild.
Währenddessen sagten die Astronomen in Lyon, das MUSE-Instrument am Very Large Telescope produziere mehr Details als jemals zuvor. Laut Fernando Selman, Instrument Scientist, ist MUSE ein hoch spezialisiertes Instrument:
MUSE wurde mit der Absicht gebaut, den Inhalt und die Prozesse zu untersuchen, die im sehr frühen Universum ablaufen, als sich die ersten Sterne und Galaxien bilden. MUSE wird die Verteilung der dunklen Materie in Galaxienhaufen zeitlich und räumlich näher kartieren und dabei den Gravitations-Mikrolinseffekt auf Hintergrundgalaxien nutzen. MUSE wird auch detaillierte Informationen über die interne Dynamik vieler Klassen von Galaxien mit beispiellosen Details liefern. Es wurde bereits zur Untersuchung der Sombrero-Galaxie in Virgo verwendet und im selben Cluster ein kürzlich entdeckter neuer Objekttyp - eine Galaxie, die zerstört wird, nachdem sie in den Cluster gefallen ist und auf die heiße gasförmige Korona des Clusters gestoßen ist.
Die Ergebnisse von MUSE und anderen Beobachtungen zeigen, wie es in der Astronomie oft der Fall ist, dass es mehr gibt, als das Auge zunächst vermuten lässt. Galaxien sind für sich allein schon schön genug, aber ihre leuchtenden Lichthöfe machen sie noch schöner.
Das komplexe MUSE-Instrument im Very Large Telescope (VLT) der ESO. Bild über ESO.
Fazit: Dank fortschrittlicher Instrumente wie MUSE können Astronomen jetzt nicht nur entfernte Galaxien, sondern auch die weniger bekannten Lichthöfe, die sie umgeben, besser betrachten.