Welt des Staunens

Universum & Physik

Wie viele Galaxien passen in einen winzigen Himmelsausschnitt?

Als das Weltraumteleskop Hubble zwischen September 2003 und Januar 2004 immer wieder dieselbe winzige Himmelsregion beobachtete, ging es gerade nicht darum, einen bekannten hellen Stern möglichst schön zu fotografieren. Das Teleskop blickte lange in ein Gebiet, in dem von der Erde aus auf gewöhnlichen Aufnahmen kaum auffällige Objekte zu erkennen waren. Aus den vielen Belichtungen entstand eine der aufschlussreichsten Aufnahmen der Astronomie: das Hubble Ultra Deep Field.

Fast 10.000 Galaxien sind auf dem Bild zu erkennen. Jede davon ist ein eigenes Sternsystem, oft mit Milliarden Sternen. Der Ausschnitt umfasst nur ungefähr drei Bogenminuten pro Seite. Zum Vergleich: Der Vollmond hat einen scheinbaren Durchmesser von etwa 30 Bogenminuten. Schon das Bildfeld ist also nur ein kleiner Ausschnitt dessen, was der Mond am Himmel verdecken würde.

Für die ursprüngliche Aufnahme kombinierte das Forschungsteam rund 800 Belichtungen über 400 Hubble-Umläufe um die Erde. Die zusammengerechnete Belichtungszeit betrug rund 11,3 Tage. Erst diese lange Beobachtung machte viele lichtschwache Galaxien sichtbar. Man blickt dabei in verschiedene Entfernungen und zugleich in verschiedene Epochen: Das Licht entfernter Galaxien wurde ausgesandt, lange bevor die Sonne existierte.

Eine solche Aufnahme ist keine vollständige Volkszählung aller Galaxien in dieser Richtung. Es gibt Objekte, die zu lichtschwach oder zu weit entfernt sind, um in den eingesetzten Wellenlängen erfasst zu werden. Auch dürfen wir die Zahl aus einem ausgesuchten tiefen Bildfeld nicht einfach ohne Korrektur mit der Himmelsfläche multiplizieren und als exakte Zahl aller Galaxien ausgeben.

Das eigentliche Staunen liegt in der Blickrichtung. Hubble wählte keine besonders reich aussehende Gegend. Es zeigte, dass ein Stück scheinbar leerer Himmel bei genügender Belichtungszeit zum dicht bevölkerten Fenster in die Geschichte der Galaxien wird.

Genau genommen
Das 2004er Ultra Deep Field nicht mit anderen Hubble-Deep-Fields, dem 2014er Kombinationsbild oder neueren James-Webb-Aufnahmen verwechseln. Zahl gerundet, abhängig von Detektionskriterien.

Datenstand: HUDF-Beobachtungen 2003/2004; verlinkter NASA-Bilddatensatz veröffentlicht 2006

So wurde gerechnet

Aufnahmefeld laut ESA/Hubble rund 3,34 × 3,17 Bogenminuten; Vollmond-Durchmesser ≈ 30 Bogenminuten. 800 Belichtungen, 400 Umläufe, rund 11,3 Belichtungstage (NASA). ≈ 10.000 ist beobachtete Objektzahl, keine Hochrechnung auf das ganze Universum.

Das ergänzende Experiment oder Schaubild ist mit JavaScript verfügbar.

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