GALEX
Wie Galaxien altern
von Stefan Deiters
astronews.com
20. November 2007

Seit seinem Start 2003 hat der Galaxy Evolution Explorer der NASA zehntausende Galaxien im Ultravioletten beobachtet. Durch die Auswertung der Daten konnten die Astronomen inzwischen einen alten Verdacht bestätigen: Aus den eleganten Spiralgalaxien werden im Laufe von Milliarden Jahren riesige elliptische Galaxien. Entscheidend war die Entdeckung von Galaxien, die nicht mehr jung aber auch noch nicht alt sind. 

Die Entwicklung von Galaxien: Von den jungen, blauen Spiralgalaxien (oben links) zu den alten, rötlichen elliptischen Galaxien (oben rechts). Unten zwei Beispiele für die mit Hilfe von GALEX entdeckten Galaxien in der Übergangsphase. Bild: NASA / JPL-Caltech / Las Campanas Observatory (NGC 300),  NASA / JPL-Caltech / Palomar 1.5m (NGC 4569), NASA / JPL / CTIO (NGC 1291 & NGC 1316)

Nach der von den meisten favorisierten Theorie über die Entwicklung von Galaxien, beginnt eine typische junge Galaxie ihre Existenz als Spiralgalaxie, die zunächst einmal recht heftig neue Sterne produziert. Im Laufe der Zeit wird die Spiralgalaxie vielleicht mit einer anderen Spiralgalaxie kollidieren und zu einer irregulären Galaxie verschmelzen. Noch immer entstehen Sterne, doch irgendwann stellt die Galaxie die Sternproduktion allmählich ein und entwickelt sich zu einer elliptischen Galaxie.

"Unsere Daten bestätigen, dass alle Galaxie zu Beginn ihres Lebens Sternen produzieren", erläutert Chris Martin, Prinicipal Investigator für den NASA Galaxy Evolution Explorer (GALEX) am California Institute of Technolgy. "Dann, durch eine Kombination aus Verschmelzungen, dem Ausgehen des Material und eventuell noch durch den Einfluss des Schwarzen Lochs im Zentrum, hört die Galaxie irgendwann mit der Sternenproduktion auf."

Astronomen beschreiben Galaxie gerne anhand ihrer Farbe: Die meisten blauen Galaxien sind junge Spiralgalaxien oder irreguläre Galaxien, rote Galaxien hingegen sind meist große elliptische Galaxien. Die Farben verraten den Wissenschaftlern wie hoch die Sternentstehungsrate der jeweiligen Galaxie ist: Junge Stern leuchten im ultravioletten oder blauen Licht, ältere Sterne scheinen hauptsächlich im rötlichen Licht. Rund die Hälfte aller Galaxien sind rot, die andere Hälfte blau.

Schon seit längerem haben die Forscher den Verdacht, dass aus blauen Galaxien irgendwann einmal rote Galaxien werden. Irgendwie muss also den blauen Galaxien das Material für neue Sterne ausgehen, so dass keine neuen Sterne mehr nachkommen und die Galaxien so langsam immer röter werden. Wenn diese These stimmt, sollte es aber auch Galaxien geben, die nicht mehr jung, aber auch noch nicht alt sind, die sich also gerade in einem Zwischenstadium zwischen roten und blauen Galaxien befinden.

Die Entwicklung einer Galaxien dauert viele Milliarden Jahre. Um also innerhalb eines Forscherlebens etwa über Galaxienentwicklung zu erfahren, muss man möglichst viele Galaxien beobachten. Und genau dazu wurde der Satellit GALEX entwickelt (astronews.com berichtete). Durch seine intensive Durchmusterung des Himmels gelang es den Astronomen inzwischen eine beachtliche Anzahl von Galaxien zu entdecken, die sich gerade in dem gesuchten Zwischenstadium zwischen jung und alt befinden. Damit war der ersehnte Beweis gefunden.

"Die Theorie hat vorhergesagt, dass es Galaxien in einer Übergangsphase geben muss", erläutert Martin. "Aber diese Galaxien konnte man nur im Ultravioletten finden, da sie hier besonders deutlich erkennbar sind. Da sie aber relativ selten sind, mussten wir uns möglichst viele Galaxien anschauen und das wurde durch den Galaxy Evolution Explorer möglich."

Ergänzende Daten des Sloan Digital Sky Survey deuten außerdem darauf hin, dass einige dieser Übergangsgalaxien sich recht schnell zu alten Galaxien entwickeln, während andere deutlich langsamer altern. Die Beweise für die Bestätigung der Entwicklungstheorie für Galaxien hat Martin zusammen mit Kollegen in einem Artikel in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal beschrieben.