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SPITZER
Stellarer Babyboom im jungen Universum
von Stefan Deiters
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11. Juli 2008

Astronomen haben jetzt eine weit entfernte Galaxie aufgespürt, in der mit extrem hoher Rate Sterne entstehen: In dem 12,3 Milliarden Lichtjahre entfernten System werden in jedem Jahr rund 4.000 neue Sonnen geboren - in unserer Milchstraße sind es gerade einmal zehn. Der Fund könnte das etablierte Modell über Entstehung und Entwicklung von Galaxien im Kosmos durcheinanderbringen. 

Babyboom-Galaxie

Blick auf die Babyboom-Galaxie in 12,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung (rot und grüne Bereiche in der Mitte). Das Bild entstand aus Daten von Spitzer und des Subaru-Teleskops. Die blauen Flecken sind Galaxien im Vordergrund. Bild: NASA/JPL-Caltech / P. Capak (Spitzer Science Center)

Bislang gehen Astronomen davon aus, dass die großen Galaxien im Universum ganz allmählich gewachsen sind, indem sie kleinere Galaxien verschluckt haben. Dieses sogenannte "Hierarchische Modell" sieht eigentlich die Entstehung einer großen Galaxien durch einen gewaltigen "Babyboom" nicht vor. Doch genau dieses scheint nun das Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer zusammen mit anderen erdgebundenen Teleskopen aufgespürt zu haben.

"In dieser Galaxie gibt es gerade eine gewaltige Phase von Sternentstehung, in der die meisten Sterne der Galaxie auf einmal produziert werden", erläutert Peter Capak vom Spitzer Science Center der NASA am California Institute of Technology in Pasadena. "Wenn die Erdbevölkerung durch einen ähnlichen Babyboom entstanden wäre, müssten fast alle heute das gleiche Alter haben". Die Entdeckung von Capak und seinen Kollegen wurde in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

Die neu entdeckte Galaxie, die dank ihres "Babybooms" in die Gruppe der sogenannten Starburst-Galaxien eingeordnet wird, ist der neue Entfernungsrekordhalter für eine Galaxie dieses Typs. Ihre extreme Helligkeit diente dabei den Astronomen als Maß für ihre Sternentstehungsrate. Zuerst entdeckt wurde die Galaxie im optischen Bereich des Lichtes mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble und des japanischen Subaru-Teleskops auf Hawaii. Wegen ihrer großen Entfernung erschien sie aber lediglich als ein verwaschener Fleck und sah nicht ungewöhnlich aus.

Als jedoch das Weltraumteleskop Spitzer und das James Clerk Maxwell-Teleskop die Galaxie im Infraroten und im Submillimeter-Bereich unter die Lupe nahmen, änderte sich das Bild. Die Galaxie erschien nun deutlich heller als andere vergleichbare Systeme. Ursache dafür, so die Forscher, sind die vielen jungen Sterne, die viel Licht im ultravioletten Bereich abstrahlen. Diese Strahlung wird vom Staub in ihrer Umgebung absorbiert. Der Staub heizt sich auf und strahlt schließlich im Infraroten und im Submillimeter-Bereich.

Um mehr über die entfernte Galaxie zu erfahren nutzten Capak und sein Team weitere Teleskope, darunter das Keck-Teleskop auf Hawaii. Auf diese Weise bestimmten sie die Entfernung der Galaxie auf 12,3 Milliarden Lichtjahre. Wir sehen die Galaxie somit zu einem Zeitpunkt, zu dem das Universum gerade einmal 1,3 Milliarden Jahre alt war. Mit Hilfe zusätzlicher Radiobeobachtungen bestimmten die Wissenschaftler dann auch die genaue Sternentstehungsrate des fernen Systems auf 1.000 bis 4.000 Sterne pro Jahr. Mit dieser Geburtsrate würde die Galaxie nur 50 Millionen Jahre brauchen, um eine Größe zu erreichen, die der der massereichsten heute bekannten Galaxien entspricht.

Sternentstehungsraten dieser Größenordnung sind für sich genommen nichts Ungewöhnliches. Galaxien in unserer näheren Umgebung können auch Starbursts durchlaufen und ähnliche Sternentstehungsraten aufweisen. Was den Fall besonders macht ist die Entfernung: Die bislang entfernteste Galaxie mit einer solchen Sterngeburtsrate war 11,7 Milliarden Lichtjahre entfernt.

"Bislang haben wir Galaxien mit einer solchen Geburtsrate nur in der Jugendzeit des Universums aufgespürt, hier haben wir eine zu einer Zeit entdeckt, zu der das Universum noch ein Kind war", vergleicht Capak. "Die Frage, die sich nun stellt ist, ob die meisten sehr massereichen Galaxien sehr früh durch einen solchen stellaren Babyboom entstehen oder ob es sich hier um eine Ausnahme handelt. Eine Antwort auf diese Frage wird dann zeigen, ob das hierarchische Modell der Galaxienentstehung immer noch gültig ist oder nicht."

Und Teammitglied Nich Scoville vom California Institute of Technology ergänzt: "Diese unglaubliche Sternenentstehungsaktivität könnte bedeuten, dass wir hier gerade Zeuge der Entstehung einer der massereichsten elliptischen Galaxien im Universum werden."

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siehe auch
Spitzer: Mehr Sternentstehung in kosmischen Vorstädten - 4. Februar 2008
Hubble Heritage: Ein Feuerwerk von Sternentstehung - 5. Dezember 2003
Links im WWW
Spitzer Space Telescope
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