CL 0016+1609 / Abell 665 / MACS J1149.5+223 / CL J1226.9+3332 / Abell 1689 / Abell 1914

Chandra - Ein Blick ins Universum im Röntgenlicht

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

Chandra bestimmt eigenständig die Hubble-Konstante

NASA/CXC/MSFC/M. Bonamente et al.

Diese sechs Galaxiencluster bilden eine Untergruppe von 38 Clustern, die Wissenschaftler mit Chandra in einer Entfernung von 1.4 bis 9.3 Milliarden Lichtjahren von der Erde beobachteten, um zu helfen, die Hubble-Konstante zu bestimmen. Die Hubble-Konstante, oder der Hubble-Parameter, ist eine entscheidend wichtige Größe, welche die Expansionsrate des Universums festlegt und wird durch Messung der Geschwindigkeiten, mit denen sich die Cluster von uns wegbewegen und Teilung durch die Clusterentfernungen abgeleitet.

Eine Kombination aus Röntgen- und Radiobeobachtungen erlaubte Astronomen, die Hubble-Konstante mit Hilfe des sogenannten Sunjajew-Zeldowitsch-Effekts zu bestimmen. Bei diesem Phänomen wechselwirken Photonen des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds mit Elektronen in dem heißen Gas, das die riesigen Galaxiencluster durchzieht. Die Photonen gewinnen Energie aus dieser Wechselwirkung und verzerren das Signal, das vom Mikrowellen-Hintergrund aus der Richtung der Cluster kommt. Die Stärke der Verzerrung hängt von der Dichte und Temperatur der heißen Elektronen und der physischen Ausdehnung des Clusters ab.

Astronomen benutzten Radioteleskope, um Verzerrungen des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds zu messen. Chandra maß die Eigenschaften des heißen Gases, die sich in der Röntgenstrahlung zeigen, die den Astronomen die physische Ausdehnung der Galaxiencluster verraten und somit erlaubt, deren Entfernungen zu bestimmen.

Der Wert für die Hubble-Konstante, abgeleitet aus dieser Methode, die unabhängig von früheren Techniken ist, stellte sich zu 76.9 in ihrer traditionellen Einheit von Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec heraus (ein Megaparsec ist gleich 3.26 Millionen Lichtjahre). Berücksichtigt man kleine Unsicherheiten, stimmt dieses Ergebnis mit den Werten aus anderen Techniken überein und setzt das Alter des Universums auf 12 bis 14 Milliarden Jahre an.

  • Kurzinformation CL 0016+1609:
  • Scale: Image is 4.4 arcmin across
  • Category: Groups & Clusters of Galaxies, Cosmology/Deep Fields/X-ray Background
  • Coordinates (J2000): RA 00h 18m 33.50s | Dec +16° 26′ 12.50″
  • Constellation: Pisces
  • Color Code: Intensity
  • Instrument: ACIS
  • Distance Estimate: about 5.3 billion (z=0.54) light years
  • Release Date: August 08, 2006
  • References: M. Bonamente et al. “Determination of the Cosmic Distance Scale from Sunyaev-Zel’dovich Effect and Chandra X-ray Measurements of High-Redshift Galaxy Clusters” The Astrophysical Journal 647, Number 1
  • Kurzinformation MACS J1149.5+223:
  • Scale: Image is 4.2 arcmin across
  • Category: Groups & Clusters of Galaxies, Cosmology/Deep Fields/X-ray Background
  • Coordinates (J2000): RA 11h 49m 35.50s | Dec +22° 24′ 02.30″
  • Constellation: Leo Minor
  • Color Code: Intensity
  • Instrument: ACIS
  • Distance Estimate: about 5.3 billion (z=0.54) light years
  • Release Date: August 08, 2006
  • References: M. Bonamente et al. “Determination of the Cosmic Distance Scale from Sunyaev-Zel’dovich Effect and Chandra X-ray Measurements of High-Redshift Galaxy Clusters” The Astrophysical Journal 647, Number 1
  • Kurzinformation Abell 1689:
  • Scale: Image is 8.1 arcmin across
  • Category: Groups & Clusters of Galaxies, Cosmology/Deep Fields/X-ray Background
  • Coordinates (J2000): RA 13h 11m 34.20s | Dec +01° 21′ 56.00″
  • Constellation: Virgo
  • Color Code: Intensity
  • Instrument: ACIS
  • Distance Estimate: about 2.2 billion (z=0.18) light years
  • Release Date: August 08, 2006
  • References: M. Bonamente et al. “Determination of the Cosmic Distance Scale from Sunyaev-Zel’dovich Effect and Chandra X-ray Measurements of High-Redshift Galaxy Clusters” The Astrophysical Journal 647, Number 1