Über dieses Bild
Dieses Bild zeigt eine der dramatischsten Demonstrationen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, die jemals beobachtet wurde: den Galaxienhaufen SDSS J1004+4112, dessen immenses Gravitationsfeld das Gefüge der Raumzeit so stark verzerrt, dass es das Licht von weit dahinter liegenden Objekten beugt und spaltet. Der etwa sieben Milliarden Lichtjahre entfernt im Sternbild Löwe kleiner Sternhaufen fungiert als kosmisches Vergrößerungsglas, das mehrere verzerrte Bilder von Hintergrundgalaxien erzeugt und, was am bemerkenswertesten ist, das Licht eines einzelnen entfernten Quasars in fünf separate Bilder aufteilt, die um den Kern des Sternhaufens angeordnet sind. Diese Fünf-Bild-Konfiguration war die erste ihrer Art, die jemals von einem Galaxienhaufen und nicht von einer einzelnen Galaxie erzeugt wurde, was dieses System zu einem Meilenstein in der Gravitationslinsenforschung macht. Jedes Quasarbild zeigt dasselbe Objekt zu einem etwas anderen Zeitpunkt in seiner Geschichte, da das Licht unterschiedlich lange Wege um den Cluster herum verfolgt.
Wissenschaftliche Bedeutung
SDSS J1004+4112 ist ein Eckpfeilersystem für die Gravitationslinsenwissenschaft, da seine Quasarkonfiguration mit fünf Bildern ungewöhnlich starke Einschränkungen für die Massenverteilung innerhalb des Clusters mit sich bringt. Die Zeitverzögerungen zwischen den mehreren Quasarbildern können zur Messung der Hubble-Konstante unabhängig von anderen Methoden wie Supernovae oder dem kosmischen Mikrowellenhintergrund genutzt werden. Dies macht das System wertvoll für die Lösung der aktuellen Spannung zwischen verschiedenen Messungen der kosmischen Expansion. Die genaue Anordnung der fünf Bilder enthüllt die detaillierte Form des Halos aus dunkler Materie, einschließlich der Unterstruktur, die einzelne Galaxien innerhalb des Clusters nachzeichnet. Solche Messungen sind unerlässlich, um kosmologische Modelle zu testen und zu verstehen, wie dunkle Materie auf verschiedenen Skalen klumpt. Die Vergrößerung durch die Gravitation ermöglicht es Astronomen außerdem, den entfernten Hintergrundquasar detaillierter zu untersuchen, als dies sonst möglich wäre.
Beobachtungsdetails
Dieses Bild wurde mit Hubbles Advanced Camera for Surveys (ACS) in mehreren Breitbandfiltern aufgenommen, die sich über sichtbare bis nahinfrarote Wellenlängen erstrecken. Die scharfe Winkelauflösung von Hubble war entscheidend für die klare Trennung der fünf eng beieinander liegenden Quasarbilder, die im diffusen Licht der Mitgliedsgalaxien des Clusters eingebettet sind. Sorgfältige photometrische Messungen jedes Quasarbildes ermöglichten die Erkennung von Helligkeitsschwankungen und die Ermittlung von Zeitverzögerungen zwischen den Bildern. Zusätzliche spektroskopische Beobachtungen bestätigten, dass alle fünf Punktquellen identische spektrale Signaturen aufweisen, was beweist, dass es sich um mehrere Bilder desselben Hintergrundquasars handelt.
Ort im Universum
Konstellation
Löwe-Moll
Entfernung von der Erde
7 Milliarden Lichtjahre
Lustige Fakten
- 1
Die fünf Bilder des Hintergrundquasars erreichen die Erde zu unterschiedlichen Zeiten, da jeder Lichtweg eine andere Länge hat – die Zeitverzögerungen zwischen ihnen können Jahre betragen, sodass Astronomen buchstäblich die Wiederholung desselben kosmischen Ereignisses zu unterschiedlichen Zeiten beobachten können.
- 2
SDSS J1004+4112 war der erste jemals gefundene Galaxienhaufen, der fünf verschiedene Bilder eines einzelnen Hintergrundquasars erzeugte, eine Konfiguration, die eine außerordentlich präzise Ausrichtung zwischen dem Quasar, dem Haufen und der Erde erforderte.
- 3
Durch die Messung der Positionen und Helligkeiten der fünf Quasarbilder können Astronomen die Verteilung der Dunklen Materie im Cluster kartieren und dabei im Wesentlichen Licht aus dem fernen Universum als Sonde für unsichtbare Materie nutzen.
Bildnachweis: NASA, ESA, Hubble-Weltraumteleskop
