DOGs im entfernten Universum

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Infrarotaufnahme der Antennen-Galaxie, zwei ziemlich nahgelegene kollidierende Galaxien mit Regionen, die durch die kohlenstoffreichen Körner, die polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs = polyaromatic hydrocarbons; hier in rot) genannt werden, hell leuchten. Astronomen haben leuchtkräftige Galaxien entdeckt, die Licht von PAHs zu einer Zeit aussenden, als das All nur ungefähr 3 Milliarden Jahre alt war. NASA, Spitzer Space Telescope

 

DOGs (Dust-Obscured Galaxies = von Staub abgedunkelte Galaxien) sind ein neu entdeckter Galaxientyp, der äußerst leuchtkräftig ist, aber auch durch Staub besonders stark abgedunkelt wird. Astronomen fragen sich, ob DOGs nicht eine Unterklasse der Gruppe ultraleuchtkräftiger infraroter Galaxien (ULIRGs) sein könnten, Galaxien, die mit einer Leuchtkraft von 100 (oder mehr) Milchstraßen strahlen. ULIRGs sind aber großteils unsichtbar, da ihr von warmem Staub erzeugter gewaltiger Energieausstoß überwiegend bei infraroten Wellenlängen erfolgt. Was den Staub in ULIRGs und DOGs erwärmt, ist Gegenstand intensiver Forschung, doch bei ULIRGs scheinen es Sternentstehungsausbrüche zu sein; andere leuchtkräftige Galaxien werden durch supermassereiche Schwarze Löcher mit Energie versorgt, die sich in ihren Zentren aufbauen. Wenn Wissenschaftler die Energiequelle in DOGs bestimmen sollten, könnten sie prüfen, ob und wie diese rätselhaften neuen Objekte mit anderen Galaxien in Beziehung stehen.

ULIRGs sind vermutlich das Ergebnis der Kollisionen zwischen Galaxien; die Zusammenstöße treiben die Sternentstehung an. Da Kollisionen weit verbreitet sind, könnten sie für eine Periode der Zunahme an Sternen stehen, die viele Galaxien (vielleicht sogar unsere eigene Galaxis) kurzzeitig erleben. Sternentstehung ist durch die Emission von kleinen, kohlenstoffreichen Körnchen gekennzeichnet, die man polyaromatische Kohlenwasserstoffe oder PAHs nennt – Körner mit 60 oder mehr Kohlenstoffatomen (und anderer eingelagerter Atome). Wissenschaftler berichteten vor Kurzem von der Entdeckung des ersten Beweises für diese Körnchen in entfernten Radiogalaxien, ein deutlicher Anhaltspunkt dafür, daß Vorläufer der heutigen Galaxien ebenfalls rege dabei waren, neue Sterne zu bilden.

In einer neuen Arbeit beschreiben achtzehn Astronomen ihre Entdeckung von PAH-Emission aus entfernten DOGs. Das Team untersuchte mit dem Spitzer-Weltraum-Teleskop das Licht von leuchtkräftigen Galaxien, die zu einer Zeit aktiv waren, als das Weltall nur etwa drei Milliarden Jahre alt war. Aus einer Stichprobe von DOGs, die in den Spitzer-Infrarotaufnahmen entdeckt wurden, sonderten sie dreiundzwanzig aus, die ein bisschen lichtschwächer und ein klein wenig röter als die anderen Galaxien erschienen. Spektren dieser Objekte offenbarten PAH-Emission: ein deutlicher Beleg dafür, daß diese Objekte durchaus sogar im jungen Universum von Sternentstehung angetrieben werden. (Die helleren, blaueren DOGs zeigen demgegenüber Hinweise darauf, von galaktischen Kernen mit Schwarzen Löchern angetrieben zu werden.) Wenn all die Leuchtkraft in diesen DOGs von neuen Sternen stammt, wäre die Bildungsrate phantastisch – vielleicht 1.000-fach größer als die heutige Sternentstehungsrate in der Milchstraße. Diese Zahl ist so groß, daß sie nahe legt, daß die Methoden zur Abschätzung der Sternentstehungsrate für das frühe Universum ganz anders gelagert sein könnten als die verwendeten Methoden, um Sternentstehungsraten von heute abzuschätzen. Die Ergebnisse helfen jedoch, diesen neuen Typ von Galaxie, die erforderlichen Bedingungen, um Sterne zu bilden, und die Umweltbedingungen im Universum, als es nur drei Milliarden Jahre alt war, besser zu verstehen.

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