Die Vielfalt ferner Galaxien

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein entfernt liegendes Galaxienfeld bei langen infraroten Wellenlängen über ein Gebiet von etwa einem Drittel der Größe des Mondes. Die schlechte räumliche Auflösung der Infrarot-Teleskope, verbunden mit der großen Entfernung der Galaxien schließt das Erkennen ihrer Spiral- (oder anderer) Strukturen aus, aber ihre unterschiedlichen Farben sind offenkundig. Eine neue Untersuchung von 2.500 entfernten Infrarot-Galaxien kommt zu dem Ergebnis, daß sie vielseitiger als lokale Galaxien sind, wohl wegen unterschiedlicher Arten von Staub und staubigen Bedingungen in diesen frühen Objekten. ESA GOOD-S

Seit dem Aufkommen leistungsstarker, weltraumgestützter Infrarot-Teleskope wie dem Spitzer-Weltraum-Teleskop und dem (vor kurzem abgeschalteten) Herschel-Weltraum-Teleskop können Astronomen die Eigenschaften von Staub in Galaxien untersuchen, die so entfernt sind, daß ihr Licht länger als neunzig Prozent des Alters des Universums zu uns unterwegs gewesen ist. Das diese entfernten Objekte dennoch zu entdecken sind liegt daran, daß sie im infraroten Licht sehr hell sind und sie sind hell, da sie eine sehr große Zahl an Sternen hervorbringen, deren Licht den Staub erwärmt und der wiederum bei infraroten Wellenlängen strahlt. Lokale Galaxien – solche, die nur Hunderte Millionen Lichtjahre entfernt in unserer kosmischen Nachbarschaft liegen – liefern eine Vorlage um zu verstehen, wie sich Galaxien verhalten und sind die Grundlage für Modelle ihrer entfernt gelegenen Verwandten. Seit Jahrzehnten weiß man, daß in den Galaxien des frühen Universums stürmisch Sterne hervorgebracht werden. Eine für Astronomen wichtige Frage lautet: sind ferne Galaxien von lokalen so verschieden, daß unterschiedliche physikalische Prozesse in die Modelle einbezogen werden müssen oder sind Vergleiche mit lokalen Objekten zulässig?

Ein großes Astronomenteam, zu dem Ho Seong Hwang vom CfA gehört, hat eine umfangreiche Stichprobe entfernter Galaxien untersucht, um diese Frage anzugehen. Das Herschel-Weltraum-Teleskop beobachtete während seines Einsatzes viele entfernte infrarote Galaxien. 2.500 davon wählten die Astronomen unter mehr als fünfzigtausend Galaxien aus – gestützt auf eindeutiger Messung bei unterschiedlichen infraroten Wellenlängen und mit Daten aus anderen Missionen ergänzt. Die Auswahl erfolgte derart, daß sie von den Vorlieben der Beobachter, wie etwa außergewöhnliche Helligkeit, unabhängig war, welche die Schlußfolgerungen gefährden könnten; dies war das erste Mal, daß für eine so große Stichprobe solch eine Auswahl durchgeführt wurde.

Die Ergebnisse waren überraschend. Die Wissenschaftler fanden heraus, daß der Staub in den fernen, leuchtkräftigen Galaxien dazu neigte, wärmer zu sein als in lokalen Galaxien gleicher Leuchtkraft. Zusammen mit anderen Verdachtsmomenten deuten die Daten darauf hin, daß sich die Eigenschaft des Staubs und seiner Umgebung mit der Zeit in einer Weise entwickelt hat, die bis jetzt nicht gut verstanden ist. Vermutlich als Ergebnis der Staubvariationen ergibt sich auch eine größere Vielfalt an Galaxientypen im frühen Universum. Zum Schluß führt die neue Arbeit, in Übereinstimmung mit anderen neuen Aufsätzen, aus, daß es Anzeichen dafür gibt, daß diese Galaxien begonnen haben könnten, sich früher nach dem Urknall zu formen, als in einigen alten Modelle in Erwägung gezogen worden ist.

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