Die dynamische Masse der Galaxie S0901

Werbung
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 (1z). 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
Herunterladen
Explore flashcards