Deutsch: Die Zeichnung zeigt die für das Aussehen der
Galaxie SPT0418-47 relevanten
Weltlinien an. Die überraschenden Eigenschaften dieser Galaxie wurden im wissenschaftlichen Artikel
A dynamically cold disk galaxy in the early Universe erläutert.
Kosmologische Parameter gemäß diesem Artikel sind: H0 = 67,8 km s−1 Mpc−1, Ωm = 0,308, ΛCDM (Planck15). Vom aktuellen Ort (Milchstraße) zur heutigen Zeit gemessene Rotverschiebungen werden durch das Symbol z, Rezessionsgeschwindigkeiten durch die Zeichenfolge vrec umschrieben. c bezeichnet die Lichtgeschwindigkeit. Berechnungen wurden mit dem Kosmologie-Rechner des ICRAR durchgeführt.
Die senkrechte Achse gibt das Weltalter seit dem Urknall in Milliarden Jahren an und nimmt zugleich die Rolle der (z=0)-Weltlinie wahr. Die waagerechte Achse zeigt die Eigendistanz (englisch: proper distance) von dieser Weltlinie in Milliarden Lichtjahren an. Da die Milchstraße zum Zeitpunkt der Emission des heute von SPT0418-47 empfangenen Lichts bereits existierte, kann die (z=0)-Weltlinie als Weltlinie der Milchstraße interpretiert werden - siehe aber den umrahmten Abschnitt zu Pekuliarbewegungen weiter unten. Die waagerechte Achse zeigt damit für jeden Zeitpunkt des Weltalters die Eigendistanz von der Milchstraße an.
Das Licht von SPT0418-47 hat im expandierenden Universum 12,4 Milliarden Jahre benötigt, uns zu erreichen. Die Galaxie weist eine Rotverschiebung von z=4,2248 auf, wobei eine in Sichtlinie befindliche Galaxie bei z=0,263 als Gravitationslinse dienen konnte. Erst diese gravitative Vergrößerung ermöglichte es Forschern, die Galaxie in ihrem Zustand 1,4 Milliarden Jahre nach dem Urknall (dem Emissionszeitpunkt des heute empfangenen Lichts) und einer damaligen Entfernung zur Milchstraße von 4,7 Milliarden Lichtjahren genauer zu untersuchen.
Photonen auf der (auf dem Mantel des Rückwärts-Lichtkegels gelegenen) lichtartigen
Geodäte von SPT0418-47 zum Emissionszeitpunkt und der Milchstraße zum heutigen Zeitpunkt haben sich aufgrund der damaligen
superluminaren Rezessionsgeschwindigkeit von vrec=2,2c zur Milchstraße zum Emissionszeitpunkt zunächst von der Milchstraße entfernt (mit zunächst vrec-c), bevor sie von der anwachsenden Hubble-Sphäre (Rezessionsgeschwindigkeit der Hubble-Sphäre größer als jene Geschwindigkeit, mit der sich auf die
Milchstraße zum heutigen Zeitpunkt gerichtete Photonen auf der Geodäte jenseits der Hubble-Sphäre von der Milchstraße entfernen) überholt wurden. Der Schnittpunkt der Photonen-Laufbahn und der Hubble-Sphäre markiert den Zeitpunkt der maximalen Entfernung der Photonen von der Milchstraße. Bei der anschließenden Annäherung an die Milchstraße passierten die Photonen 10,6 Milliarden Jahre nach dem Urknall jene 2,8 Milliarden Lichtjahre von der Milchstraße entfernte Galaxie, die heute als Gravitationslinse dient. Zum heutigen Zeitpunkt ist jene Galaxie 3,6 Milliarden Lichtjahre von der Milchstraße entfernt. SPT0418-47 hat sich zu allen Zeiten superluminar von der Milchstraße entfernt. Die heutige Eigendistanz der heute jenseits des Ereignishorizonts gelegenen Galaxie SPT0418-47 beläuft sich auf 24,4 Milliarden Lichtjahre bei einer Rezessionsgeschwindigkeit von 1,7c.
English: The drawing shows the worldlines relevant for understanding the appearance of SPT0418-47. The surprising properties of this galaxy are explained in the scientific publication
A dynamically cold disk galaxy in the early Universe.