Tempomessung im All ist eine etwas vertrackte Angelegenheit. Die Galaxien sind zwar riesig groß und extrem schnell - dennoch ist ihre Bewegung kaum zu sehen, erklärt Andreas Brunthaler, Astronom am JIVE-Institut in Dwingeloo in den Niederlanden. Er hat zwei Galaxien genau auf die Finger geschaut:
" Die bewegen sich zwar relativ schnell mit ungefähr 200, 300 Kilometer pro Sekunde, aber die sind natürlich auch sehr weit weg. Deswegen sind die Bewegungen, die man sieht, nur Winkelbewegungen von wenigen Mikrobogensekunden pro Jahr. Wir messen Bewegungen im Bereich von 30, 40 Mikrobogensekunden pro Jahr, was eine extrem kleine Bewegung ist."
Die beobachtete Galaxie M33 ist mehr als zwei Millionen Lichtjahre entfernt. Da erscheint selbst eine Bewegung von 200 Kilometern pro Sekunde winzig. Das ist in etwa so, als wolle man von Deutschland aus beobachten, wie sich jemand in New York um drei Meter pro Jahr bewegt. Unmöglich? Nicht für Andreas Brunthaler und seine Kollegen.
" Wir machen das mit VLBI, wo man Radioteleskope, die weltweit verteilt stehen, zusammenschaltet und dadurch ein Teleskop simuliert, das praktisch so groß ist wie die gesamte Erde. Durch dieses riesige Teleskop hat man eine Auflösung, die für solche Beobachtungen gut genug ist."
Die Super-Lupe aus in Europa und den USA zusammen geschalteten Radioteleskopen macht nun erstmals die Bewegung von ganzen Galaxien im Weltraum sichtbar. Allerdings half den Forschern ein ganz banales himmlisches Geschenk:
" Wir benutzen Wasser-Maser, das ist Wasserdampf, der in Sternentstehungsgebieten in diesen Galaxien ist, und der sehr stark strahlt. Das kann man gut mit VLBI beobachten, um die Position dieser Maser gegenüber Hintergrundquasaren, die auch im Radiobereich strahlen, zu messen."
Wasser-Maser sind natürliche Laser, der nicht im sichtbaren Licht, sondern im Radiobereich strahlen. Nur dank dieser hellen Punktquellen lässt sich die Bewegung der Galaxien durch den Weltraum präzise beobachten. Bisher konnten die Astronomen nur die Bewegung genau auf uns zu oder genau von uns weg bestimmen - jetzt ist auch die Bewegung der Galaxien seitlich zu unserer Blickrichtung erkennbar. Doch weil sich im Universum alles bewegt, musste Andreas Brunthaler, der diese Messungen im Rahmen seiner Doktorarbeit gemacht hat, die Daten erst einmal entwirren:
" Einmal drehen sich die Galaxien selber - das ist ein Teil der Bewegung. Dann bewegt sich die Galaxie selber - das ist das, was wir im Endeffekt messen wollen. Und schließlich dreht sich auch die Sonne um das Zentrum in unserer Galaxie. Die Rotation von so einer Galaxie wie M33 beträgt ungefähr 110 Kilometer pro Sekunde. Unsere eigene Galaxie rotiert mit 220 Kilometern pro Sekunde und die Eigenbewegungen dieser Galaxien, die wir jetzt gemessen haben, sind auch so um die 200 Kilometer pro Sekunde. Das heißt, die Bewegungen sind alle ungefähr von der gleichen Größenordnung."
Aber die Komponenten lassen sich trennen - und nun wissen die Astronomen erstmals, wie sich die nahen Galaxien durch den Weltraum bewegen. Doch in den Daten steckt noch viel mehr: Die Forscher "wiegen" damit gleichsam auch die Galaxien. Denn die Bewegung im All hängt von der Anziehungskraft, also der Masse, der beteiligten Objekte ab. Da auch die geheimnisvolle Dunkle Materie mit aufs Tempo drückt, wird sich bald zeigen, wie viel Dunkle Materie in unserer Milchstraße und den Galaxien in unserer näheren Umgebung vorkommt.
" Die bewegen sich zwar relativ schnell mit ungefähr 200, 300 Kilometer pro Sekunde, aber die sind natürlich auch sehr weit weg. Deswegen sind die Bewegungen, die man sieht, nur Winkelbewegungen von wenigen Mikrobogensekunden pro Jahr. Wir messen Bewegungen im Bereich von 30, 40 Mikrobogensekunden pro Jahr, was eine extrem kleine Bewegung ist."
Die beobachtete Galaxie M33 ist mehr als zwei Millionen Lichtjahre entfernt. Da erscheint selbst eine Bewegung von 200 Kilometern pro Sekunde winzig. Das ist in etwa so, als wolle man von Deutschland aus beobachten, wie sich jemand in New York um drei Meter pro Jahr bewegt. Unmöglich? Nicht für Andreas Brunthaler und seine Kollegen.
" Wir machen das mit VLBI, wo man Radioteleskope, die weltweit verteilt stehen, zusammenschaltet und dadurch ein Teleskop simuliert, das praktisch so groß ist wie die gesamte Erde. Durch dieses riesige Teleskop hat man eine Auflösung, die für solche Beobachtungen gut genug ist."
Die Super-Lupe aus in Europa und den USA zusammen geschalteten Radioteleskopen macht nun erstmals die Bewegung von ganzen Galaxien im Weltraum sichtbar. Allerdings half den Forschern ein ganz banales himmlisches Geschenk:
" Wir benutzen Wasser-Maser, das ist Wasserdampf, der in Sternentstehungsgebieten in diesen Galaxien ist, und der sehr stark strahlt. Das kann man gut mit VLBI beobachten, um die Position dieser Maser gegenüber Hintergrundquasaren, die auch im Radiobereich strahlen, zu messen."
Wasser-Maser sind natürliche Laser, der nicht im sichtbaren Licht, sondern im Radiobereich strahlen. Nur dank dieser hellen Punktquellen lässt sich die Bewegung der Galaxien durch den Weltraum präzise beobachten. Bisher konnten die Astronomen nur die Bewegung genau auf uns zu oder genau von uns weg bestimmen - jetzt ist auch die Bewegung der Galaxien seitlich zu unserer Blickrichtung erkennbar. Doch weil sich im Universum alles bewegt, musste Andreas Brunthaler, der diese Messungen im Rahmen seiner Doktorarbeit gemacht hat, die Daten erst einmal entwirren:
" Einmal drehen sich die Galaxien selber - das ist ein Teil der Bewegung. Dann bewegt sich die Galaxie selber - das ist das, was wir im Endeffekt messen wollen. Und schließlich dreht sich auch die Sonne um das Zentrum in unserer Galaxie. Die Rotation von so einer Galaxie wie M33 beträgt ungefähr 110 Kilometer pro Sekunde. Unsere eigene Galaxie rotiert mit 220 Kilometern pro Sekunde und die Eigenbewegungen dieser Galaxien, die wir jetzt gemessen haben, sind auch so um die 200 Kilometer pro Sekunde. Das heißt, die Bewegungen sind alle ungefähr von der gleichen Größenordnung."
Aber die Komponenten lassen sich trennen - und nun wissen die Astronomen erstmals, wie sich die nahen Galaxien durch den Weltraum bewegen. Doch in den Daten steckt noch viel mehr: Die Forscher "wiegen" damit gleichsam auch die Galaxien. Denn die Bewegung im All hängt von der Anziehungskraft, also der Masse, der beteiligten Objekte ab. Da auch die geheimnisvolle Dunkle Materie mit aufs Tempo drückt, wird sich bald zeigen, wie viel Dunkle Materie in unserer Milchstraße und den Galaxien in unserer näheren Umgebung vorkommt.