Pressemitteilungen 2012 MPIA Pressemitteilung Wissenschaft 2012-10-31 English version  CALIFA enthüllt intime Details von 100 Galaxien Die CALIFA-Durchmusterung (Calar Alto Legacy Integral Field Area survey) hat einen ersten Datensatz veröffentlicht, der beispiellos detailreiche Ansichten von hundert Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft enthält. Die neuen Daten enthalten zum ersten Mal »2 plus 1«-Bilder von Galaxien: Bilder, bei denen jedem Teilbereich eine detaillierte Lichtanalyse (Spektrum) zugeordnet werden kann, die Aufschluss über Dynamik und chemische Zusammensetzung gibt. Daraus lassen sich Struktur, Dynamik und Entstehungsgeschichte von Galaxien rekonstruieren. Abbildung 1: Die CALIFA-Durchmusterung liefert detaillierte Informationen über 600 Galaxien im lokalen Universum. Diese Abbildung zeigt zwei Beispiele: die ruhige elliptische Galaxie NGC 6125 (oben) und die Spiralgalaxie NGC 2916, in der sich auch heute noch neue Sterne bilden (unten). Links ist jeweils ein Bild der Galaxie aus einer früheren Durchmusterung (SDSS) zu sehen. Rechts sind CALIFA-Daten abgebildet, die anzeigen, ob sich der betreffende Teil der Galaxie zu uns hinbewegt (bläulich) oder von uns weg (rötlich). Die elliptische Galaxie rotiert nur sehr gemächlich. In der Spiralgalaxie dagegen rotieren die Sterne mit beeindruckenden Geschwindigkeiten von bis zu 180 Kilometern pro Sekunde und mehr. Bild: CALIFA-Team / M. Lyubenova (MPIA)   [Größere Version zum Herunterladen]  Kontakt   Hintergrundinformationen   Links   Bildmaterial  Auf Größenskalen von Millionen von Lichtjahren sind Galaxien die Bausteine des Universums. Ihre sichtbaren Bestandteile: zwischen einigen Millionen und hunderten von Milliarden Sterne; außerdem Gas- und Staubwolken. »Die dynamischen Vorgänge in Galaxien und ihre Wechselwirkung untereinander zu verstehen ist ein wichtiger Baustein unseres Verständnisses unserer komischen Umwelt« sagt Dr. Glenn van de Ven vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), ein Mitglied des CALIFA Managing Board: »Sie haben die Galaxien zu dem gemacht, was sie heute sind.« Üblicherweise müssen sich Astronomen, die Galaxien beobachten, zwischen komplementären Beobachtungstechniken entscheiden. Bilden sie eine Galaxie mit einer astronomischen Kamera ab, dann halten sie zwar das Aussehen der Galaxie fest, können aber nicht gleichzeitig eine detaillierte Lichtanalyse, eine »Spektralanalyse« vornehmen. Benutzen sie dagegen einen Spektrografen, um das Licht zu analysieren, dann erhalten sie damit nur wenig Information über das Erscheinungsbild der Galaxie. Die Integral-Field-Spektroskopie (IFS), die sich zunehmender Beliebtheit erfreut, verbindet die Vorteile beider Methoden. Das IFS-Instrument PMAS am 3,5-Meter-Teleskop des Calar Alto-Observatoriums beispielsweise leitet das Licht aus 350 Teilabschnitten eines Galaxienbildes mithilfe ebenso vieler Glasfasern einer spektroskopischen Analyse zu. So erhält man für alle diese Bildabschnitte gleichzeitig Daten etwa zu chemischer Zusammensetzung der Materie und zur Bewegung der Sterne, aus denen sich dann detaillierte Karten der Eigenschaften der Galaxie erstellen lassen. Für die CALIFA-Durchmusterung wurden mehr als 900 Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft, sprich: in Entfernungen zwischen 70 und 400 Millionen Lichtjahren von unserer Heimatgalaxie ausgesucht, die am Nordhimmel stehen und jeweils ganz in das Blickfeld des PMAS-Instruments hineinpassen. Alle verschiedenen Galaxientypen sind in der Stichprobe vertreten – von sogenannten elliptischen Galaxien bis zu majestätischen Spiralen wie Milchstraße oder Andromedanebel. In der vorgesehenen Beobachtungszeit sollten genaue Untersuchungen von rund 600 dieser ausgewählten Galaxien möglich sein. Die Daten, die CALIFA liefert, könnten das Verständnis der Astronomen von der Galaxiendynamik umkrempeln. Dr. Knud Jahnke, einer der Mitbegründer von CALIFA, findet dabei ein Themengebiet besonders spannend: »In diesen Galaxien werden große Gasmengen ionisiert – intensive Strahlung schlägt Elektronen aus den Gasatomen heraus. Mit CALIFA können wir diese Vorgänge so detailliert untersuchen wie nie zuvor.« Mit überraschenden Konsequenzen, wie der Doktorand Robert Singh hinzufügt: »Die letzten 30 Jahre lang waren Astronomen überzeugt, zu wissen, was die Quelle dieser ionisierenden Strahlung ist. Aber unsere erste Analyse von CALIFA-Daten liefert überzeugende Anzeichen dafür, dass die bisherige Erklärung schlicht falsch ist.« »Sogar die mysteriöse Dunkle Materie in diesen Galaxien wird sich nicht länger vor uns verstecken können«, fügt Dr. Mariya Lyubenova hinzu, die ebenfalls am MPIA arbeitet. Dunkle Materie ist für rund 20% der Gesamtenergie des Universums verantwortlich, aber ihre genaue Verteilung in Galaxien ist nicht einfach zu bestimmen. Da Dunkle Materie keinerlei Licht abstrahlt, kann sie nicht direkt beobachtet werden. Über ihre Schwerkraft beeinflusst sie allerdings die Bewegungen von Gas und Sternen einer Galaxie. Die kann CALIFA mit hoher Genauigkeit vermessen und so die Verteilung von Dunkler Materie in den beobachteten Galaxien nachweisen. Wichtig ist, dass CALIFA ein sogenannter »Legacy Survey« ist: Die CALIFA-Daten werden allen Wissenschaftlern weltweit frei zugänglich gemacht. Jetzt ist der erste Datensatz mit 100 Galaxien freigegeben worden. CALIFA ist die erste IFS-Studie, die in dieser Weise frei zugänglich gemacht wird. Ist die Durchmusterung abgeschlossen, dann wird sie die größte ihrer Art sein. top Kontakt Glenn van de Ven (Mitglied des CALIFA managing board) Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg Tel.: (+49|0) 6221 – 528 275 E-Mail: glenn@mpia.de Knud Jahnke (Mitbegründer, CALIFA) Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg Tel.: (+49|0) 6221 – 528 398 E-Mail: jahnke@mpia.de Markus Pössel (Öffentlichkeitsarbeit) Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg Tel.: (+49|0) 6221 – 528 261 E-Mail: pr@mpia.de top Hintergrundinformationen Das Calar Alto-Observatorium wurde 1979 gegründet und befindet sich in Andalusien in Spanien. Es wird gemeinsam vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) und dem Astrophysikalischen Institut Andalusien (IAA-CSIC, Granada, Spanien) betrieben. Das Observatorium hat der CALIFA-Durchmusterung über drei Jahre hinweg 250 Beobachtungsnächte mit dem 3,5-Meter-Teleskop zugewiesen. CALIFA ist ein Gemeinschaftsprojekt von mehr als 80 Wissenschaftlern aus 25 verschiedenen Forschungsinstituten in 13 verschiedenen Ländern. Der Integral-Field-Spektrograf PMAS, der für die CALIFA-Durchmusterung verwendet wurde (Konfiguration PPAK) verwendet mehr als 350 Glasfasern, um ein Blickfeld von einer Quadratbogenminute (entsprechend der scheinbaren Größe einer Ein-Euro-Münze aus 80 Metern Entfernung betrachtet) zu untersuchen. So lässt sich ein ausgedehntes Objekt wie eine Galaxie in nur einer Belichtung vollständig kartieren. Die Zielobjekte der CALIFA-Durchmusterung wurden zufällig aus der Galaxienpopulation ausgewählt. Damit sollten die untersuchten Galaxien repräsentativ für die Gesamtheit sein: Statistische Aussagen aus der Analyse ihrer Daten sollten Rückschlüsse auf allgemeine Eigenschaften aller Galaxien aus unserer kosmischen Nachbarschaft zulassen. Die an CALIFA beteiligten Institutionen sind: Astrophysikalisches Institut der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik, Prag; Australian Astronomical Observatory, Australia; Centro Astronómico Hispano Alemán, Spanien; Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal; Institut d'Astrophysique de Paris, Frankreich; Instituto de Astrofisica de Andalucia, Spanien; Instituto de Astrofisica de Canarias, Spanien; Instituto de Física de Cantabria, Spanien; Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Frankreich; Leibniz-Institut für Astrophysik, Potsdam; Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg; Observatoire de Paris, Frankreich; Peking University – Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, China; Royal Military College of Canada, Kanada; Tianjin Normal University, China; Universidad Autónoma de Madrid, Spanien; Universidad de Complutense de Madrid, Spanien; Universidad de Granada, Spanien; Universidad de Zaragoza, Spanien; Ruhr-Universität Bochum; University of Cambridge, Großbritannien; Universität Kopenhagen – Dark Cosmology Centre, Dänemark; University of Edingurgh, Großbritannien; Universität Groningen – Kapteyn-Institut, Niederlande; Universität Heidelberg – Landessternwarte Königstuhl; Universität Lissabon, Portugal; University of Missouri-Kansas City, USA; Universität Porto, Portugal; University of Sidney, Australia; Universität Wien. top Links CALIFA-Seiten Erste Datenveröffentlichung von CALIFA Calar Alto-Observatorium PMAS home page Informationsseiten zu PMAS Das 3,5-Meter-Spiegelteleskop auf dem Calar Alto Vorherige Calar Alto-Pressemitteilung zu CALIFA top Abbildung 2: Das 3,5-Meter-Spiegelteleskop von Zeiss am Calar Alto-Observatorium. Dieses Teleskop wurde bei den CALIFA-Beobachtungen eingesetzt. Bild: MPIA [Größere Version zum Herunterladen] Abbildung 3: Das 3,5-Meter-Zeiss-Spiegelteleskop am Calar-Alto-Observatorium. Hinten am Teleskop ist der PMAS-Spektrograf installiert, der für die CALIFA-Durchmusterung verwendet wurde. Bild: CAO / Santos Pedraz [Größere Version zum Herunterladen] Abbildung 4: In diesem Farben-Helligkeitsdiagramm von 151 Galaxien, die im Rahmen der CALIFA-Durchmusterung untersucht werden, sind die Galaxien nach ihrer Farbe und ihrer Helligkeit geordnet. Für jede Galaxie ist ein farbechtes Bild zu sehen, dass aus Aufnahmen in den Filterbereichen B (blau), V (grün) und R (rot) aus dem CALIFA-Datensatz zusammengesetzt ist. Die Farbe der Galaxie zeigt an, ob in der Galaxie derzeit mehr oder weniger viele neue Sterne entstehen; die Helligkeit ist ein grobes Maß für die Anzahl der Sterne der Galaxie. In diesem Diagramm sind leuchtschwächere Galaxien weiter links, hellere weiter rechts eingetragen; rötliche Galaxien (weniger aktiv; nur wenige neue Sterne) sind weiter oben, blauere (aktiver; zahlreiche neu gebildete Sterne) weiter unten. Bild: CALIFA-Team [Größere Version zum Herunterladen] top Images PR_121101_1.png JPG RGB 510 x 547 pxl 72 dpi 86 KB PR121031_1gr.png JPG RGB 1200 x 1273 pxl 72 dpi 385 KB PR121031_1.pdf PDF CMYK – 3,6 MB PR_121101_2.png JPG RGB 510 x 383 pxl 72 dpi 133 KB PR121031_2gr.png JPG RGB 1200 x 900pxl 72 dpi 675 KB PR121031_2hr.png JPG RGB 1417 x 1063 pxl 72 dpi 934 KB PR_121101_3.png PNG RGB 510 x 366 pxl 72 dpi 111 KB PR_121101_3gr.png PNG RGB 1200 x 862pxl 72 dpi 535 KB PR_121101_3hr.png PNG RGB 2000 x 1437 pxl 72 dpi 1,32 MB PR_121101_4.png JPG RGB 2000 x 1118 72 dpi 295 KB PR121031_4gr.png JPG RGB 4000 x 2236 pxl 72 dpi 975 KB PR121031_4hr.jpg JPG RGB 9387 x 5247 pxl 72 dpi 2,7 MB Pressemitteilungen 2012