Galaxien im frühen Universum (Originalartikel vom 27.07.2018)

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)

Von Spitzer aufgenommenes Infrarot-Bild einer fernen, im Infraroten leuchtkräftigen Galaxie, dem Intensitäts-Konturlinien aus dem Millimeterbereich der gleichen der Quelle, gewonnen mit dem Submillimeter Array, überlagert sind (das Blickfeld des Bildes beträgt ungefähr 10 Bogensekunden). Astronomen untersuchten etwa sechzig ähnlich leuchtkräftige Galaxien in frühen Entwicklungsstadien, deren Licht etwa zehn Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. NASA / Hill et al.

 

Astronomen haben im letzten Jahrzehnt Tausende von Galaxien entdeckt, die aus Epochen von nur wenigen Milliarden Jahren nach dem Urknall stammen. Viele von ihnen, entdeckt in tiefen optischen und Nahinfrarot-Durchmusterungen, sind Galaxien mit geringer Masse, lichtschwach und schwer zu untersuchen. Leuchtkräftigere, massereiche sternbildende Galaxien sollten auch vorkommen, aber diese großen Objekte sind so früh in der kosmischen Zeit schwer aufzubauen, und es gibt von ihnen nur wenige. Diese sternbildenden Galaxien enthalten Staub, der das Licht der Sterne absorbiert und intensiv bei fernen Infrarot- und Submillimeter-Wellenlängen strahlt; das Herschel-Weltraum-Observatorium entdeckte rund zehntausend mögliche Quellen, deren Infrarotfarben darauf hindeuteten, daß es sich um ferne Galaxien handelt.

CfA-Astronom Glen Petitpas gehörte einem großen Team von Astronomen an, die mit SCUBA-2 (Submillimeter Common User Bolometer Array) bestätigten, daß 188 der rötesten dieser Quellen tatsächlich ferne, staubige sternbildende Galaxien und typischerweise so weit entfernt sind, daß ihr Licht mehr als elf Milliarden Jahre zu uns unterwegs gewesen ist und die so hell sind, daß sie Sterne mit einer Rate, viele tausend Mal schneller als die Milchstraße, hervorbringen müssen.

In einer damit in Verbindung stehenden Arbeit bildeten Petitpas, die CfA-Astronomen Mark Gurwell, Giovanni Fazio und David Wilner sowie ihre Kollegen mit dem Submillimeter Array einige ferne SCUBA-2 Galaxien ab (auch wenn diese Galaxien ein wenig näher liegen als die im vorherigen Absatz angeführte Auswahl: das Licht dieser Galaxien ist nur für ein wenig mehr als zehn Milliarden Jahre unterwegs gewesen). Das Team visierte mit dem SMA siebzig Galaxien an und fand davon zweiundsechzig, wozu drei Galaxienpaare gehören, die als kollidierende Systeme klassifiziert werden können (die anderen können ebenfalls solche Verschmelzungen einschließen, die räumlich nicht zu trennen sind). Die Wissenschaftler zeigen, daß die Nachfahren von solchen großen Galaxien in unserem lokalen Universum wahrscheinlich massereiche elliptische Galaxien sind und daß ungefähr zehn Prozent ihrer Sterne vermutlich in kurzen Aktivitätsausbrüchen während dieser frühen Phase ihrer Entwicklung entstanden.

Literatur:
„High-Resolution SMA Imaging of Bright Submillimetre Sources from the SCUBA-2 Cosmology Legacy Survey“
Ryley Hill, Scott C. Chapman, Douglas Scott, Glen Petitpas, Ian Smail, Edward L. Chapin, Mark A. Gurwell, Ryan Perry, Andrew W. Blain, Malcolm N. Bremer, Chian-Chou Chen, James S. Dunlop, Duncan Farrah, Giovanni G. Fazio, James E. Geach, Paul Howson, R. J. Ivison, Kevin Lacaille, Michał J. Michałowski, James M. Simpson, A. M. Swinbank, Paul P. van der Werf, and David J. Wilner
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 477, 2042-2067, 2018

oder

arXiv:1710.02231v2 [astro-ph.GA] 8 May 2018

„Red, Redder, Reddest: SCUBA-2 Imaging of Colour-Selected Herschel Sources“
S. Duivenvoorden et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 477, 1099-1119, 2018

oder

arXiv:1801.07266v1 [astro-ph.GA] 22 Jan 2018