Die dynamische Masse der Galaxie S0901
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dem Beobachter nähert und die Spektral- weitere solcher Galaxien mit höherer linie zu kürzeren (blauen) Wellenlängen räumlicher Auflösung als Herschel unter- verschiebt, während der sich entfernende suchen. Das gilt allerdings nicht für die Teil eine Rotverschiebung verursacht (sie- beiden Galaxien dieser Studie: Die [C II]- he Grafik linke Seite unten). Eine ungeord- Linie von S0901 fällt in ein für ALMA un- nete Bewegung des Gases in der Galaxie zugängliches Frequenzband, und der Klon würde lediglich eine einzelne, aufgrund liegt mit einer Deklination von +51 Grad der unterschiedlichen Geschwindigkei- zu weit nördlich. ten stark verbreiterte Spektrallinie erzeugen. Beim Klon ist der Doppelpeak weni- JAN HATTENBACH ist Physiker und an der ger ausgeprägt, da die Galaxie schwächer Sternwarte der Volkshochschule Aachen tä- und somit die Qualität der Messdaten we- tig. In seinem Blog »Himmelslichter«, zu niger gut ist. Die Daten weisen zwar eben- finden unter www.scilogs.de/kosmologs, falls auf eine geordnete Rotation hin, sind schreibt er über alles, was am Himmel pas- aber auch mit einer turbulenten Gasver- siert. Literaturhinweise Rhoads, J. E. et al.: Herschel Extreme Lensing Line Observations: Dynamics of two Strongly Lensed Star-Forming Galaxies near Redshift z = 2. In: The Astrophysical Journal 787:8, 2014 Diehl, H. T. et al.: The Sloan Bright Arcs Survey: Four Strongly Lensed Galaxies with Redshift > 2. In: The Astrophysical Journal 707, 686 – 692, 2009 Lin, H. et al.: Discovery of a Very Bright, ­Strongly Lensed z = 2 Galaxy in the SDSS DR5. In: The Astrophysical Journal 699, 1242 – 1251, 2009 teilung verträglich. Obwohl S0901 und der Klon wie heutige Galaxien rotieren, entspricht ihre Stern­ ent­ste­hungs­ra­te denjenigen junger Ga­la­ xien: S0901 bildet pro Jahr rund 135 Sonnenmassen an neuen Sternen, der Klon immerhin 32 Sonnenmassen. Diese Zahlen sind aufgrund der ungewissen Staubverteilung der Galaxien zwar um einen ZUM NACHDENKEN Die dynamische Masse der Galaxie S0901 alaxien und ihre Sterne lassen sich G Aufgabe 2: Das durch die Rotation der nicht ins Labor holen. Umso be- Galaxie rotverschobene Maximum der deutender ist die Analyse des Lichts, [C II]-Linie hat im Modell die Frequenz das uns von dort erreicht. Galaxien sind nRz 583,098 GHz. Welcher Geschwin- »Wir haben hier zwei Fälle von Ga­la­ keine starren Körper, vielmehr umkrei- digkeitsdifferenz yrot entspricht die xien, welche die ruhige Rotation heuti- sen ihre Bestandteile, darunter die Ster- beobachtete Differenz zu nz? Hilfe: ger Galaxien mit der hohen Sternentste- ne, das gemeinsame Schwerezentrum a) Zunächst berechne man die Wellen- hungsrate junger Galaxien verbinden. auf individuellen Bahnen. In Spiralga- länge lR des linken Maximums ohne Wie es scheint, ist Turbulenz keine Bedin- laxien lassen sie sich durch kreisförmi- kosmologische Rotverschiebung: lR gung für eine hohe Sternentstehungsra- ge Umlaufbahnen beschreiben. lRz/(1 z). b) Die restliche Verschiebung Faktor zwei ungenau, aber definitiv weit höher als in unserer Milchstraße: Dort liegt die Sternentstehungsrate zwischen 0,7 und 1,5 Sonnenmassen pro Jahr. te«, meint Malhotra. Ihre Forschung ste- im Spektrum rührt her von der Ro­ta­ tion der Galaxie: y c ((lR/l0) 1). he jedoch erst am Anfang, so Malhotra Aufgabe 1: Spektrallinien der Galaxie weiter: »Das letzte Wort ist noch nicht ge- S0901 zeigen eine Doppelhöckerstruk- sprochen. Wir benötigen eine größere An- tur. Sie rührt daher, dass sich Teile der Aufgabe 3: Das Zentrum der Galaxie zahl von Galaxien für sichere Schlussfol- Galaxie auf uns zu- und in symme- umkreisen auch Sterne jenseits des be- gerungen.« trischer Weise auf der anderen Seite obachteten Maximums. Die Forscher ihres Zentrums von uns wegbewegen. geben daher eine angepasste Geschwin- Suche mit Herschel und ALMA Sie sind dadurch relativ zur Fluchtbe- digkeit von ymax 121 km/s an. Um Meist fehlt die Hilfe der Natur in Form wegung der Galaxie als Ganzes blau- Materie auf solch einer Kreisbahn mit des Gravitationslinseneffekts. So konnten beziehungsweise rotverschoben. Das a) rmax 1 kpc oder b) rmax 10 kpc die Forscher im Rahmen des Programms Modell der Forscher, das die Messwer- zu halten, muss sich innerhalb die Mas- HELLO (Herschel Extreme Lensing Line te am besten beschreibt, ergibt für die se Mdyn ymax2 rmax/G befinden. Wie Observations), bei dem gezielt nach gra- beobachtete Frequenz in der Mitte der groß ist diese aus der Dy­na­­mik abge- vitationsgelinsten Galaxien mittels der beiden Maxima der [C II]-Linie den Wert schätzte Masse? Gravitationskonstan­ [C II]-Linie gesucht wurde, gerade einmal nz 583,237 GHz. Er ist wegen der hohen te: G 6,6743 10–11 m3 kg–1 s–2, Son- 15 Exemplare mit Rotverschiebungen zwi- Fluchtgeschwindigkeit der Galaxie mit nenmasse: MA 1,989 1030 kg. AMQ schen z = 1 und 3 finden. Das Weltraumob- der Rotverschiebung z weit zu geringe- servatorium nicht ren Frequenzen beziehungsweise größe- Ihre Lösungen senden Sie bitte bis zum mehr zur Verfügung, denn im April 2013 ren Wellenlängen hin verschoben: lz 15. Oktober 2014 an: Redak­tion SuW – ging wie erwartet sein Kühlmittelvorrat zu l0 (1z). Dabei gilt generell l n c. Die Zum Nach­denken, Haus der As­tro­no­mie, Ende. Somit richten sich die Hoffnungen Laborwellenlänge der [C II]-Linie ist l0 MPIA-Campus, Kö­nigstuhl 17, D-69117 der Astronomen einmal mehr auf das Sub- 157,7409 µm. Welche Rotverschiebung Hei­­del­berg. Fax: 06221 528377. millimeterarray ALMA in der chilenischen liegt dem Modell zu Grunde? Lichtge- Einmal im Jahr werden unter den erfolg­­ Atacamawüste. Diese in­ter­fe­ro­me­tri­sche schwindigkeit: c 299 792 458 m/s. reichen Lösern Preise verlost: siehe S. 101 steht mittlerweile Anordnung von 66 Radioteleskopen kann www.sterne-und-weltraum.de Oktober 2014 25
