Astronomie ohne Teleskop – Grüne Erbsen

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Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff

Eine “Grüne Erbsen”-Galaxie – sie könnte ein Gegenstück zu den ersten Galaxien im Universum sein. Quelle: Galaxy Zoo / SDSS

 

Die im Jahr 2009 erfolgte bahnbrechende Entdeckung einer neuen Klasse von Galaxien, den „Grünen Erbsen“, durch eine Gruppe von Freiwilligen im Galaxy Zoo Projekt ist kürzlich durch zusätzliche Beobachtungen im Radiospektrum weiter untersucht worden.

Die Grünen Erbsen (im folgenden GE abgekürzt) wurden erstmals in den Daten der Sloane Digital Sky Durchmusterung – und dann im Bildarchiv des Hubble Space Telescope entdeckt. Jetzt haben Radiobeobachtungen von GE-Galaxien (mit GMRT = Giant Metrewave Radio Telescope und VLA = Very Large Array) zu einigen neuen Überlegungen über die Rolle von Magnetfeldern in der Frühphase der Galaxienentstehung geführt.

GE-Galaxien wurden auf Grund ihrer Erscheinungsform als kleine grüne Tupfen in den Galaxy Zoo Aufnahmen so benannt. Es sind Galaxien mit niedriger Masse, geringer Metallizität und hoher Sternentstehungsrate – aber überraschenderweise nicht allzu weit entfern. Ihre Nähe wiederum ist auf Grund ihrer geringen Metallizität eine Überraschung, denn niedriger Metallgehalt bedeutet, daß sie jung sind – und nicht allzu weit entfernt besagt, sie haben sich erst vor recht kurzer Zeit gebildet (mit Blick auf den universellen Zeitrahmen).

Die meisten nah gelegenen Galaxien geben die 13.7 Milliarden Jahre unseres Universums wieder und weisen eine hohe Metallizität auf, die aus Generationen von Sternen resultiert, die Elemente schwerer als Wasserstoff und Helium durch Fusionsreaktionen aufgebaut haben.

Aber GE’s scheinen sich aus großen, nicht verunreinigten Wasserstoff- und Heliumwolken gebildet zu haben, die es irgendwie die meiste Zeit geschafft haben, frei von schwereren Elementen zu bleiben. Und so könnten GE’s ein nah gelegenes Gegenstück zu dem darstellen, woraus die ersten Galaxien des Universums möglicherweise bestanden.

Die grüne Farbe kommt von starken OIII- (ionisierter Sauerstoff) Emissionslinien (eine allgemeine Folgeerscheinung bei heftiger Sternentstehung) innerhalb einer Rotverschiebungsbandbreite (z) um 0.2. Eine Rotverschiebung von 0.2 bedeutet, daß wir diese Galaxien in einem Zustand sehen, als das Universum etwa 2.4 Milliarden Jahre jünger war als heute. Ähnlich frühe Galaxien sind am leuchtkräftigsten im Ultravioletten bei einer Rotverschiebung (z) zwischen 2 und 5 – als das Universum 10 bis 12 Milliarden Jahre jünger war als heute.

Spektroskopische Daten der GE-Galaxie 587739506616631548 – die auffälligen OIII-Emissionslinien, die bezeichnend für die GE-Galaxien sind, sind deutlich auszumachen. Quelle: Galaxy Zoo


Auf jeden Fall hat das Studium der GE-Galaxien einige interessante neue Besonderheiten von diesen Galaxien ans Licht gebracht.

Mit der bemerkenswerten Ausnahme, daß bei Seyfert-Galaxien der Ausstoß an Radiostrahlung von supermassereichen Schwarzen Löchern beherrscht wird, ist ein Großteil der Radiostrahlung bei den meisten Galaxien eine Folge neuer Sternentstehung, so wie sich auch die Synchrotronstrahlung aus Magnetfeldern innerhalb der Galaxie ergibt.

Auf der Grundlage einiger Annahmen sind Chakraborti et al. überzeugt davon entdeckt zu haben, daß GE’s ziemlich starke Magnetfelder besitzen – mit Magnetfeldstärken von etwa 30 Mikrogauss, verglichen mit den in etwa 5 Mikrogauss der Milchstraße. Dies ist wegen der Jugend und geringen Ausdehnung der GE’s überraschend.

Sie bieten kein Modell an, um die Entwicklung der Magnetfelder von GE’s zu erklären, außer der Vermutung, daß Turbulenz vermutlich ein wesentlicher Faktor ist. Gleichwohl schlagen sie vor, daß die starken Magnetfelder der GE’s deren ungewöhnlich hohe Sternentstehungsrate erklären könnte – und das dieser Befund darauf hinweist, daß dieselben Vorgänge in einigen der ersten Galaxien stattfanden, die in unserem 13.7 Milliarden Jahre alten Universum auftauchten.

Weiterführende Literatur (im Internet zu finden unter):

arXiv:1110.3312v1

Sayan Chakraborti, Naveen Yadav, Carolin Cardamone, Alak Ray

Radio Detection of Green Peas: Implications for Magnetic Fields in Young Galaxies (2011)

arXiv:0907.4155v1

Carolin Cardamone et al.

Galaxy Zoo Green Peas: Discovery of A Class of Compact Extremely Star-Forming Galaxies (2009)

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