Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Ein Radiobild eines entfernten Quasars, der doppelt erscheint, da eine zwischen Quasar und uns liegende (namenlose) Galaxie die Form des Quasars durch den Gravitationslinseneffekt verzerrt. Ein Team von Astronomen am SAO benutzte das „erweiterte SMA“, um atomaren Kohlenstoff in dieser dazwischenliegenden Galaxie zu messen. NRAO
Kohlenstoff ist das vierthäufigste Element im Universum und ein unerlässlicher Bestandteil des Lebens. Atomarer Kohlenstoff ist auch ein entscheidendes Element in den riesigen Gaswolken, die in Galaxien vorkommen und aus denen neue Sterne und Planeten entstehen. Der Kohlenstoff wirkt zum einen als Kühlmittel für die Wolken, zum anderen ist er grundlegender Bestandteil für die zahlreichen chemischen Reaktionen, die komplexe Moleküle hervorbringen. Atomarer Kohlenstoff ist in unserer eigenen und in benachbarten Galaxien ziemlich leicht zu untersuchen, aber in entfernten Galaxien schwer auszumachen, da seine Emission so schwach ist. Astronomen versuchen dennoch den Kohlenstoff in entfernten Galaxien zu messen, da er eine unentbehrliche Rolle in der Geschichte von der Entwicklung der Galaxien im frühen Universum spielt.
Der Quasar PKS 1830-211 ist ein ungewöhnliches Objekt. Es ist eine so weit entfernt gelegene Galaxie, daß ihr Licht über 11.2 Milliarden Jahre unterwegs war; dies sind etwa 80% des Alters vom Universum. Doch diese Galaxie ist nicht wegen ihres Alters so spektakulär, sondern wegen ihrer Form: Radioteleskope haben herausgefunden, daß sie doppelt erscheint. Quasare werden so bezeichnet, da sie als „quasi-stellar“ gelten – daß heißt, ihr ausgesandtes Licht wird von einem Kern beherrscht, der punktförmig, also wie ein Stern erscheint. Ein doppelter Quasar ist daher ein Widerspruch in sich. Allerdings ist der Grund für dieses Doppelbild erstaunlich: eine nicht benannte Galaxie liegt zwischen uns und PKS 1830-211 und wirkt wie eine Gravitationslinse, die das einzelne Bild, das wir anderenfalls sehen würden, in zwei Bilder aufteilt, gerade so wie ein Weinglas das Erscheinungsbild von Objekten, die durch das Glas hindurch betrachtet werden, verzerren kann. Astronomen haben das sehr schwache Bild der dazwischenliegenden Galaxie ausgemacht und den Zeitpunkt der Lichtabstrahlung bestimmt; danach war das Licht nur für 7.06 Milliarden Jahre auf der Reise. Die Galaxie liegt also näher bei uns als der Quasar. So viel ist für mehrere Jahre bekannt gewesen.
Dreizehn Astronomen, darunter Meredith Hughes, Ken Young, Mark Gurwell, David Wilner und Robert Christensen vom SAO, verbanden das Submillimeter Array (SMA) zum ersten Mal mit zwei anderen Teleskopen, um in der zwischen uns und dem Quasar befindlichen Galaxie atomaren Kohlenstoff zu messen. Die eSMA („extended SMA“) genannte, einzigartige Anlage war so empfindlich, atomaren Kohlenstoff zu sehen. Doch konnte eSMA den Kohlenstoff aber nicht in seinem emittierten Licht sehen. Vielmehr erkannte eSMA den gasförmigen Kohlenstoff, als dieser das intensive Licht des entfernteren Quasars absorbierte, während dessen Licht die als Linse fungierende Galaxie durchquerte. Auswertungen der Ergebnisse deuten darauf hin, daß die physikalische Umgebung in der Linsengalaxie ungewöhnlich ist; deren Gaswolken sind nicht annähernd so entwickelt als diejenigen in der Milchstraße. Das Resultat beschäftigt sich nicht nur mit der Entwicklung solcher Wolken im frühen Universum, es hebt auch das Potential von eSMA hervor.
