{"id":166031,"date":"2019-02-20T13:28:29","date_gmt":"2019-02-20T12:28:29","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=166031"},"modified":"2019-02-20T13:28:29","modified_gmt":"2019-02-20T12:28:29","slug":"lofar-teleskope-galaxien-schwarze-loecher","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/lofar-teleskope-galaxien-schwarze-loecher\/","title":{"rendered":"Teleskope entdecken Hunderttausende neue Galaxien"},"content":{"rendered":"

Entgegen dem Sprichwort \u201ethe sky is the limit\u201c, scheint der Himmel schon seit einiger Zeit ganz und gar nicht mehr das Limit zu sein. Es vergeht gef\u00fchlt kaum ein Tag, ohne dass Wissenschaftler neue Ph\u00e4nomene, Sterne oder Galaxien entdecken, von deren Existenz bisher niemand wusste. Dank immer besserer und genauerer Instrumente, die immer weiter \u201esehen\u201c k\u00f6nnen, sind auch Galaxien, die Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt sind, nicht mehr au\u00dfer Reichweite.<\/p>\n

Ein internationales Team von mehr als 200 Astronomen aus 18 L\u00e4ndern hat nun mithilfe von Daten des europ\u00e4isches Netzwerks von Radioteleskopen, LOFAR (\u201eLow Frequency Array”), eine neue Himmelskarte ver\u00f6ffentlicht. Diese enth\u00fcllt Hunderttausende bisher unbekannter Galaxien und wirft ein ganz neues Licht auf Forschungsgebiete wie Schwarze L\u00f6cher, interstellare Magnetfelder und Galaxienhaufen. LOFAR gilt als das weltweit f\u00fchrende Teleskop seiner Art und arbeitet in den bisher weitgehend unerforschten Frequenzbereichen zwischen etwa 10 bis 80 MHz und 110 bis 240 MHz.<\/p>\n

\u201eDiese Himmelskarte erm\u00f6glicht eine unglaubliche Zahl von wissenschaftlichen Entdeckungen von bleibendem Wert. Der hohe Aufwand und die eingegangenen Risiken bei der Entwicklung von LOFAR werden durch diese Ergebnisse reichlich belohnt”, sagt Dr. Carole Jackson, Generaldirektorin von der Forschungseinrichtung ASTRON in den Niederlanden, die LOFAR steuert. In Deutschland befinden sich sechs, von verschiedenen wissenschaftlichen Einrichtungen betriebene, Messstationen. Eine davon liegt s\u00fcd\u00f6stlich vom Forschungszentrum J\u00fclich<\/a> und wird vom Forschungszentrum und der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum gemeinsam betreut.<\/p>\n

Die neue Himmelskarte<\/h3>\n

Zahlreiche der auf der neuen Himmelskarte abgebildeten Galaxien waren bisher unbekannt, da sie extrem weit entfernt sind und ihre Radiosignale Milliarden von Lichtjahren zur\u00fccklegen m\u00fcssen, um die Erde zu erreichen. Radiowellen erm\u00f6glichen es, kosmische Ph\u00e4nomene zu erforschen, die jenseits des f\u00fcr den Menschen sichtbaren Wellenl\u00e4ngenbereich liegen. Wie gro\u00df die Entfernungen tats\u00e4chlich sind, kann man aktuell trotzdem noch nicht sagen.<\/p>\n

\u201eDie Entfernungen sind noch nicht bestimmt und werden jetzt erst in Folgeprojekten gemessen\u201c, sagt Prof. Dr. Ralf-Juergen Dettmar vom Lehrstuhl f\u00fcr Astronomie an der Ruhr Universit\u00e4t Bochum<\/a>. \u201eTypisch aber ist, dass die meisten dieser Objekte so weit entfernt sind, dass das Licht 10-11 Milliarden Jahre gebraucht hat, um zu uns zu kommen.\u201c<\/p>\n

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Eine neue Sicht auf das Universum: Das Bild zeigt das Galaxiencluster Abell 1314. In Graut\u00f6nen ist ein St\u00fcck vom Himmel zu sehen, wie wir ihn im sichtbaren Licht wahrnehmen. Die orangefarbenen Farbt\u00f6ne zeigen die radioemittierende Strahlung im gleichen Teil des Himmels. Das Radiobild sieht g\u00e4nzlich verschieden aus und \u00e4ndert unsere Annahmen dar\u00fcber, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln. Diese Objekte befinden sich in einer Entfernung von etwa 460 Millionen Lichtjahren von der Erde. In der Mitte jeder Galaxie befindet sich ein schwarzes Loch. F\u00e4llt Materie in die schwarzen L\u00f6cher, wird eine gigantische Menge an Energie freigesetzt und Elektronen werden wie ein Wasserstrahl ausgesto\u00dfen. Diese beschleunigten Elektronen erzeugen eine Radioemission, die sich \u00fcber riesige Entfernungen erstrecken kann und bei optischen Wellenl\u00e4ngen nicht sichtbar ist. \u00a9: Rafa\u00ebl Mostert\/LOFAR Surveys Team\/Sloan Digital Sky Survey DR13<\/figcaption><\/figure>\n

Schwarze L\u00f6cher<\/h3>\n

Die neuen Entdeckungen durch LOFAR<\/a> helfen den Wissenschaftlern auch, einigen R\u00e4tseln auf den Grund zu gehen, die es um Schwarze L\u00f6cher gibt, die Millionen Mal schwerer sind als die Sonne. \u201eMit LOFAR wollen wir herausfinden, welchen Einfluss die Schwarzen L\u00f6cher auf die Galaxien haben, in denen sie sitzen”, sagt Prof. Dr. Marcus Br\u00fcggen, Astrophysiker von der Universit\u00e4t Hamburg. Nicht zuletzt, ist es auch noch immer unklar, woher sie \u00fcberhaupt kommen.<\/p>\n

Weiterhin konnten die Wissenschaftler zeigen, dass Schwarze L\u00f6cher st\u00e4ndig wachsen und, dass in jeder riesigen Galaxie Jets vorhanden sind. Diese Jets entstehen, wenn Gas auf Schwarze L\u00f6cher f\u00e4llt und sie Materialstrahlen aussto\u00dfen, die bei Radiowellenl\u00e4ngen sichtbar sind. Mit Jets wie dem vor Kurzem von MUSE entdeckten Herbig-Haro 1177<\/a> haben diese jetzt entdeckten Jets aber wenig gemeinsam. \u201ePhysikalisch sind es schon grunds\u00e4tzlich andere Ph\u00e4nomene: in den Jets von jungen Sternen wird Gas beschleunigt und ausgeschleudert, im Fall der supermassiven schwarzen L\u00f6cher sind es sogenannte relativistische Plasmen: auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigte Elementarteilchen gemeinsam mit einem gro\u00dfskaligen Magnetfeld\u201c, erkl\u00e4rt Professor Dettmar.<\/p>\n

\u201eAuch energetisch sind es v\u00f6llig unterschiedliche Skalen, die Energie in den Jets von supermassiven schwarzen L\u00f6chern sind viele Gr\u00f6\u00dfenordnungen h\u00f6her\u201c, sagt er weiter. \u201eDas macht sich dann z.B. in der L\u00e4nge dieser Jets bemerkbar. Die L\u00e4nge stellarer Jets misst man in Bruchteilen von Lichtjahren bis zu Lichtjahren, die Jets von den schwarzen L\u00f6chern in Galaxien sind bis zu Millionen von Lichtjahren lang. Gemeinsam ist den beiden Ph\u00e4nomenen aber, dass die Drehbewegung der einfallenden Materie in einen Ausfluss \u00fcber den Polen umgelenkt wird.\u201c<\/p>\n

Magnetfelder<\/h3>\n

Forscher aus Deutschland haben mit der Radiostrahlung, die LOFAR empf\u00e4ngt, auch die Magnetfelder innerhalb von Galaxien und zwischen diesen vermessen und nachgewiesen. Dabei wurde deutlich, dass sich zwischen Galaxien \u201eenorme magnetische Strukturen\u201c befinden, wobei \u201eenorm\u201c in diesem Fall allerdings relativ ist. \u201eTypische Magnetfeldst\u00e4rken, die wir in Galaxien messen, sind 100.000 mal kleiner als im Erdmagnetfeld\u201c, stellt Dettmar klar. \u201eWirksam werden diese aber durch die gro\u00dfen Entfernungen im interstellaren und intergalaktischen Raum.\u201c Bisher hatte man lediglich vermutet, dass es solche Strukturen gibt, es gab aber keine Beweise daf\u00fcr.<\/p>\n

Galaxienhaufen<\/h3>\n

Wenn zwei Galaxienhaufen verschmelzen, werden Radioemissionen \u2012 sogenannte Radiohalos \u2012 mit einer Gr\u00f6\u00dfe von Millionen von Lichtjahren erzeugt. \u201eRadiohalos werden von extrem schnellen Elementarteilchen hervorgerufen\u201c, erl\u00e4utert Dr. Amanda Wilber von der Sternwarte der Universit\u00e4t Hamburg. \u201eMit LOFAR k\u00f6nnen wir erforschen, welche kosmischen Beschleuniger diese Teilchen erzeugen und was diese antreibt.\u201c Dr. Matthias Hoeft von der Th\u00fcringer Landessternwarte Tautenburg f\u00fcgt hinzu: “Wenn Galaxienhaufen verschmelzen, entstehen riesige Sto\u00dfwellen. Mit LOFAR k\u00f6nnen wir deren Radioemission aufsp\u00fcren und lernen dadurch viel \u00fcber das Gas am Rand der gigantischen Galaxienhaufen.”<\/p>\n

Gemeinschaftsprojekt<\/h3>\n

Um Radiohimmelskarten mit niedriger Frequenz zu erstellen, m\u00fcssen Unmengen von Daten verarbeitet und analysiert werden, laut Prof. Dr. Dominik Schwarz von der Universit\u00e4t Bielefeld \u201edas \u00c4quivalent von zehn Millionen DVDs\u201c. Das ist nat\u00fcrlich nur mit einem sehr gro\u00dfen Team und viel Einsatz \u00fcberhaupt machbar.<\/p>\n

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Die nahegelegene Spiralgalaxie M106 in einem optischen Bild, mit LOFAR-Radioemission \u00fcberlagert. Die hellen Funkstrukturen im Zentrum der Galaxie sind keine echten Spiralarme, sondern vermutlich auf die Aktivit\u00e4t aus dem zentralen supermassiven Schwarzen Loch der Galaxie zur\u00fcckzuf\u00fchren. \u00a9: Cyril Tasse\/LOFAR Surveys Team<\/figcaption><\/figure>\n

\u201eWir haben in Deutschland mit dem Forschungszentrum J\u00fclich zusammengearbeitet, um die riesigen Datenmengen effizient in qualitativ hochwertige Bilder umzuwandeln\u201c, sagt Prof. Dettmar. \u201eDiese Bilder sind nun \u00f6ffentlich und werden Astronominnen und Astronomen die M\u00f6glichkeit geben, die Entwicklung von Galaxien in bisher unerreichter Detailgenauigkeit zu untersuchen.\u201c<\/p>\n

Im Forschungszentrum J\u00fclich sind mehr als 15 Petabyte an LOFAR-Daten gespeichert. \u201eDies ist fast die H\u00e4lfte aller LOFAR-Daten, eine der gr\u00f6\u00dften astronomischen Datensammlung der Welt. Die Verarbeitung dieser gigantischen Datens\u00e4tze stellt eine gro\u00dfe Herausforderung dar\u201c, sagt Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert, Institutsleiter vom J\u00fclich Supercomputing Centre. \u201eJ\u00fclich ist eins der drei Datenzentren des LOFAR-Projekts. Was normalerweise auf herk\u00f6mmlichen Computern Jahrhunderte gebraucht h\u00e4tte, konnte durch die Verwendung von innovativen Algorithmen und extrem leistungsf\u00e4higer Computer auf ein Jahr reduziert werden.”<\/p>\n

N\u00e4chste Schritte<\/h3>\n

Die ersten 26 ver\u00f6ffentlichten Forschungsarbeiten der \u201eLOFAR Surveys” sind ein einer Sonderausgabe der Fachzeitschrift \u201eAstronomy and Astrophysics\u201c zu finden. Als n\u00e4chstes wollen die Wissenschaftler die gesamte n\u00f6rdliche Himmelskugel kartieren und erwarten schlie\u00dflich rund 15 Millionen Radioquellen zu finden.<\/p>\n