Very Deep Sky

Deep Sky

Gewöhnlicherweise bezeichnet man mit deep sky Objekte wie weit entfernte Sternhaufen oder Galaxien, die von unserem Planetensystem recht weit entfernt sind. Die bislang entdeckten am weitesten entfernten deep sky-Objekte sind Quasare. Sie sind einige Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Das Licht von ihnen zu uns ist --in kosmischen Maßstäben-- nicht sehr viel länger unterwegs gewesen, als unser Kosmos alt ist (ca. 14 Milliarden Jahre).

Very Deep Sky

Mit unserem institutseigenen Teleskop konnten wir jedoch noch deutlich weiter entfernte Galaxien betrachten. Beispielsweise ist die von uns betrachtete Galaxie ENGC2599917382 über 30 000 000 000 Lichtjahre (30 Mrd.!) entfernt. Dadurch beträgt ihre Rotverschiebung mehr als l = limx->0+ (1/x), was sie für normale Teleskope unsichtbar macht. Darüberhinaus ist aufgrund der unvorstellbar großen Entfernung das Signal denkbar schwach, so dass die visuelle Helligkeit der Galaxie deutlich unterhalb von 973mag (!) liegt.

ENGC2599917382
(Even Newer Galaxy Catalogue)
Bild von ENGC2599917382 -- man beachte die geringe visuelle Helligkeit und die starke Rotverschiebung

Nadirobservierung

Aufgrund der athmosphärischen optischen Abschwächung lässt sich ENGC2599917382 nur beobachten, wenn sie genau im Zenit des Betrachters steht.

Durch die extrem starke Rotverschiebung (die eine stark negative Wellenlänge bewirkt!) muss man allerdings das Beobachtungsinstrument antilongitudinal ausrichten, also entgegen der Ausbreitungsrichtung der Photonen. Diese Technik wird daher Nadirobservierung genannt (weil man das Teleskop auf den Nadir ausrichten muss) und ist nur mit speziell dafür geeigneten Teleskopmontierungen korrekt durchführbar. Die meisten Montierungen bieten keine entsprechende Möglichkeit.

Parallaktische Entfernungsbestimmung

Die starke Rotverschiebung macht es darüberhinaus nahezu unmöglich, die Rotverschiebung überhaupt zu messen. Selbst mit Negativfilm ist es uns nicht möglich gewesen, das Spektrum von ENGC2599917382 abzubilden.

Um die Entfernung dennoch bestimmen können, griffen wir auf die einfache Methode der Parallaxenbestimmung zurück: Dabei wird die Position eines Objektes am Himmel gewöhnlich im Abstand von 6 Monaten exakt vermessen. Innerhalb dieses Zeitraumes hat sich die Erde halb um die Sonne herumbewegt, so dass man das Objekt aus einem klein wenig anderen Blickwinkel anpeilen kann. Durch die exakte Messung des Winkelunterschiedes (der sogenannten Parallaxe) kann man dann die Entfernung des Objektes dann ganz einfach ausrechnen.

Schaubild Parallaxe

Megaparallaktische Entfernungsbestimmung

Leider funktioniert die herkömmliche Parallaxenmethode nur mit Sternen in der Nähe der Sonne, die also nur wenige Lichtjahre entfernt sein dürfen. Bei weiter entfernten Objekten wird der Winkelunterschied einfach so klein, dass man ihn nicht mehr messen kann. Auf ENGC2599917382 wäre dieses Verfahren also nicht anwendbar. Daher entwickelten wir die sogenannte megaparallaktische Entfernungsbestimmungsmethode. Die Idee bei der megaparallaktischen Entfernungsbestimmungsmethode ist folgende:

Es ist allgemein bekannt, dass das Universum in sich selbst gekrümmt ist. Das heißt: wenn man von der Erde weg auf einer absolut geraden Linie immer weiter geradeaus in den Weltraum läuft, so kommt man irgendwann wieder aus dem Weltraum auf der anderen Seite der Erde an -- ohne dass man zwischendurch irgendwie abgebogen wäre!

Anders betrachtet bedeutet dies aber auch, dass man es sich komplett sparen kann, einmal durchs gesamte Weltall zu laufen, sondern dass man einfach 12 Stunden abwartet, bis die Erde sich um 180 Grad um die eigene Achse gedreht hat. Und genau das ist der Trick bei der megaparallaktischen Entfernungsbestimmungsmethode: Man peilt das weit entfernte Objekt genau an, wartet 12 Stunden (innerhalb derer man sich ja sozusagen einmal quer durchs gesamte Weltall bewegt hat) und peilt das Objekt anschließend nochmals genau an. Durch die unvorstellbar große zurückgelegte Distanz (das Weltall ist nämlich ziemlich breit, ziemlich hoch und ziemlich lang) erscheint das Objekt nun unter einem deutlich anderen Winkel. Die Differenz ist messbar groß, so dass man die Entfernung zum Objekt sehr genau berechnen kann.

Schaubild Megaparallaxe

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