Kataloge ferner, lichtschwacher Quellen in Dunkelfeldern

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Diese Aufnahme eines “Dunkelfelds” wurde im Rahmen des Great Observatories Origins Deep Survey mit dem Hubble-Weltraum-Teleskop der NASA aufgenommen. Das Projekt hat nun einen Multiwellenlängen-Katalog mit 34.930 Galaxien publiziert, der es Astronomen ermöglicht, die Entwicklung von Galaxien im frühen Universum zu untersuchen. NASA, HST und das CANDELS-Team

 

Über das letzte Jahrzehnt hinweg haben das Hubble-Weltraum-Teleskop und andere moderne, riesige Teleskope ein neues Zeitalter in der beobachtenden Kosmologie eingeläutet. Durch Langzeitbeobachtungen sogenannter „Dunkelfelder“ – Regionen am Himmel ohne viel Hintergrundstrahlung vom Sonnensystem oder der Galaxis – sind Astronomen in die Lage versetzt worden, sehr lichtschwache Galaxien im frühen Universum zu entdecken und ihre Entwicklung von der Frühphase bis heute zu untersuchen. In jüngerer Zeit sind während Tiefen-Durchmusterungen bei vielen Wellenlängen Abbildungen gewonnen worden und haben ein komplexes Wechselspiel zwischen Galaxienverschmelzungen, Sternentstehung und Schwarzen Löchern über kosmische Zeiträume hinweg enthüllt. Dies hat zu neuen Einsichten in die physikalischen Prozesse geführt, die Galaxienentstehung und Galaxienentwicklung antreiben.

Aus der gesamten kosmischen Zeitspanne sind zwei Epochen von besonders großem Interesse: die „kosmische Mittagsstunde“, aus deren Periode Licht etwa zehn Milliarden Jahre zu uns gereist ist, und die „kosmische Morgendämmerung“ mit viel älteren Galaxien, deren Licht auf dem Weg zu uns für ungefähr dreizehn Milliarden Jahre unterwegs gewesen ist. Während des erstgenannten Zeitabschnitts erreichte die kosmische Sternentstehungsaktivität ihren Höhepunkt; in der an zweiter Stelle genannten Ära sind neutrale Atome im Kosmos ionisiert worden.

Die CfA-Astronomen Giovanni Fazio, Steve Willner und Matt Ashby sind die Projektleiter und zudem wichtige Gruppenleiter für die Spitzer Infrared Array Camera (IRAC). Gemeinsam mit vielen Kollegen haben sie jetzt einen Multiwellenlängen-Katalog – vom Ultravioletten bis zum Infraroten – mit 34.930 Galaxien veröffentlicht, der sich von der kosmischen Mittagsstunde bis zur kosmischen Morgendämmerung erstreckt; die Galaxien wurden mit IRAC, Hubble und an-deren Teleskopen in Richtung der fünf bekannten „Dunkelfelder“ aufgenommen.

Die große Stichprobe an fernen Systeme wird CANDELS (The Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey) genannt. Es ist möglich, bei diesen gewaltigen Entfernungen 50% der sternbildenden Galaxien kleiner als unsere Milchstraße zu entdecken und mit etwas geringerer Empfindlichkeit auch inaktivere, lichtschwächere Galaxien. Der neue Katalog macht es möglich, zum ersten Mal mit statistischer Genauigkeit zu untersuchen, wie sich im Universum Galaxien in die vorherrschenden beiden Arten entwickelten: bläuliche, aktive Spiralgalaxien und rote, passive elliptische Galaxien.

Literatur:
„Candels Multi-Wavelength Catalogs: Source Detection and Photometry in the Goods-South Field“
Yicheng Guo, Henry Ferguson, Mauro Giavalisco, Guillermo Barro, S. P. Willner, Matthew L. N. Ashby, and co-authors
The Astrophysical Journal Supplement Series, 207:24 (23pp), 2013 August

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