Leuchtkräftige Galaxien im frühen Universum

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Die leuchtkräftige Galaxie Arp 220, im sichtbaren und nahen Infrarot aus der Sicht von Hubble. Astronomen haben staubige Galaxien im frühen Universum nachgebildet, die Arp 220 ähnlich, aber in ihrer Leuchtkraft noch viel extremer sind und entdeckten, daß heftige Sternentstehungsausbrüche deren gewaltigen Energieausstoß erklären können. NASA / Hubble

“Submillimeter-Galaxien” (SMGs) gehören zu den leuchtkräftigsten, rasant Sterne erzeugenden Galaxien, die man kennt. So weit entfernt gelegen, daß ihr Licht normalerweise für über zehn Milliarden Jahre unterwegs war, können sie noch heller als eine Billiarde Sonnen strahlen (oder etwa der hundertfachen Leuchtkraft der Milchstraße). Diese Freisetzung an Energie wird durch Sterne angetrieben, die in der Größenordnung von 1.000/Jahr entstehen (in der Milchstraße liegt die Rate eher im Bereich von einigen Sternen/Jahr). Man nennt sie Submillimeter-Galaxien, da sie zuerst bei Submillimeter-Wellenlängen entdeckt wurden, der Bereich, in dem ihr reichlich vorhandener warmer Staub, durch die Sternentstehung aufgewärmt, hell strahlt.

Wir wissen, daß im lokalen Universum die leuchtkräftigsten Galaxien meistens verschmelzende Systeme sind, das heißt, zwei kollidierende Galaxien. Die dramatische Wechselwirkung läßt das Gas in den Galaxien, während es in Richtung der galaktischen Zentren strömt, dichter werden und führt so zu Sternentstehungsausbrüchen. Seit ihrer Entdeckung stellt sich bei den SMGs die Frage, ob sie ebenfalls in eine Kollision verwickelt sind oder ob ein anderer Prozeß am Werk ist, um die gigantischen Energieausstöße zu liefern, die man beobachten kann.

Sieben Astronomen, darunter Chris Hayward, Patrik Jonsson und Lars Hernquist vom CfA, haben eine Reihe von Computersimulationen sowie Modellen von Galaxienverschmelzungen im frühen Universum abgeschlossen. Ein Alleinstellungsmerkmal ihrer Untersuchung ist, daß sie die Simulation auf das Zweifache der Massen und andere allgemeine Eigenschaften bekannter Galaxien beschränkten, um dann zu sehen, welche Art von Kollisionen sich ergeben. So können sie eingrenzen, welche Eigenschaften am empfindlichsten auf die dynamische Entwicklung und die ausgesandte Strahlung reagieren. Die Wissenschaftler veröffentlichen, daß ihre Methode die Zahl, räumliche Verteilung und arttypische SMGs im frühen Universum genau wiedergibt. Sie folgern insbesondere, daß die Natur der Sternentstehung in diesen Objekten, im Gegensatz zu anderen Theorien, nicht ungewöhnlich ist, sondern das geläufige Prozesse und Beschränkungen am Werk sind – nur das diese viel aktiver sind. Sie kommen darüber hinaus zu dem Schluß, daß einige der mit diesen fehlerhaften alternativen Theorien verknüpften Streitfragen nicht auf die besondere Natur der SMGs zurückzuführen sind, sondern sehr wohl mit Verständnisproblemen der Sternentstehung in Galaxien im Allgemeinen verbunden sind.

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