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CHANDRA
Zwerggalaxien als Sauerstoffquelle
von Stefan Deiters
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24. Juli 2002

Mit Hilfe des NASA-Röntgenteleskops Chandra konnten amerikanische Wissenschaftler beobachten, wie die nahe Zwerggalaxie NGC 1569 Sauerstoff und andere schwere Elemente ins All bläst. Die Daten unterstützen nach Ansicht der Forscher die These, dass Zwerggalaxien für den größten Teil der schweren Elemente verantwortlich sind, die man im intergalaktischen Raum zwischen den Galaxien findet.

NGC 1569

Chandra-Aufnahme der rund 7 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Zwerggalaxie NGC 1569. Foto: NASA/CXC/UCSB/C. Martin et al.) [Großansicht]

Schwere Elemente machen zwar nur einen verschwindend geringen Teil der Masse des Universums aus, sind aber für viele Prozesse im All extrem wichtig. Als schwere Elemente bezeichnen die Astronomen alle Elemente außer Wasserstoff und Helium, so dass Sauerstoff und Kohlenstoff - für die Entstehung von Leben unerlässlich - zu dieser Gruppe gehören. Doch auch die Entstehung von Planetensystem und ganzen Galaxien kann von der Konzentration der schweren Elemente im Gas abhängen.

Mit Hilfe des NASA-Röntgenteleskops Chandra beobachtete ein Team unter Leitung von Crystal Martin der Universität von Kalifornien in Santa Barbara die Zwerggalaxie NGC 1569. Sie entdeckten, dass gewaltige Mengen von Sauerstoff und anderen schweren Elemente von der Zwerggalaxie ins All geblasen werden und zwar in riesigen, Millionen Grad heißen Gasblasen, die jeweils Durchmesser von mehreren tausend Lichtjahren haben.

"Zwerggalaxien sind deutlich kleiner als normale Galaxien aber deutlich häufiger", erläutert Martin. "Wegen ihrer kleinen Masse verfügen sie nur über relativ wenig Gravitationskraft, so dass Materie viel leichter aus ihnen entweichen kann als aus normalen Galaxien. Das macht ihr Studium sehr wichtig, wenn man sich für die Elementanreicherung im Universum interessiert."

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Schon lange hatten Wissenschaftler den Verdacht, dass die schweren Elemente, die aus den Zwerggalaxien in der Frühphase des Universums entwichen sind, eine wichtige Rolle bei der Elementanreicherung des intergalaktischen Gases gespielt haben. Aus diesem Gas haben sich dann große Galaxien gebildet. Mit schweren Elementen angereichertes Gas kühlt schneller ab, so dass sowohl Entstehungsrate als auch die Art und Weise der Galaxienbildung von diesen Vorgängen beeinflusst worden sein dürfte. "Mit Chandra war es nun möglich, diese Ideen zu überprüfen", so Henry Kobulnicky, ein Mitglied der Forschergruppe von der Universität von Wisconsin. "Wir konnten genau ermitteln wie Sauerstoff und andere Elmente in der Galaxie verteilt sind und dann bestimmen wie viel von dieser Materie ins All entweichen kann."

Zum Studium dieser Vorgänge eignet sich die untersuchte Zwerggalaxie NGC 1569 besonders gut: Zum einen ist sie nur sieben Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und damit relativ nahe, zum anderen gab es in der Galaxie während der letzten zehn bis 20 Millionen Jahre eine intensive Phase von Sternentstehung, einen so genannten Starburst. Ursache dafür könnte eventuell die Kollision der Galaxie mit einer massereichen Gaswolke gewesen sein. Durch die heftige Sternentstehung kommt es auch gehäuft zu Supernova-Explosionen, die Sauerstoff und andere Elemente mit hoher Geschwindigkeit in die Galaxie blasen und sie so aufheizen. Heiße Gasblasen lösen sich von der Gasscheibe der Galaxie und bewegen sich mit Geschwindigkeiten von mehreren Hunderttausend Kilometern pro Stunde nach außen.

Das Team hat mit während ihrer Beobachtungen große heiße Blasen oberhalb und unterhalb der gasförmigen Scheibe der Galaxie entdeckt. Die Konzentration von Elementen wie Sauerstoff, Neon oder Magnesium ist so groß, dass Tausende von Supernova-Explosionen dafür verantwortlich sein müssen. In den Blasen findet sich ein Sauerstoffgehalt, der etwa dem 3 Millionenfachen der Sauerstoffmenge unserer Sonne entsprechen dürfte.

Links im WWW
Chandra, Seite an der Harvard Universität
Chandra, Seite der NASA
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