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HUBBLE
Quasare verhinderten Sternentstehung
von Stefan Deiters
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8. Oktober 2010

Dank neuer Beobachtungen mit dem Cosmic Origins Spectrograph (COS) an Bord des Weltraumteleskops Hubble haben Astronomen feststellen können, dass vor rund elf Milliarden Jahren intensive Strahlung von Quasaren für eine Art Wachstumsstopp bei Zwerggalaxien sorgte. Wäre dies nicht passiert, hätten sich vermutlich deutlich mehr dieser Galaxien bilden können.

Universum

Abriss der Geschichte des Universums. Bild: NASA, ESA und A. Feild (STScI)  [Großansicht]

Die Resultate sind Ergebnis von Beobachtungen mit dem neuen Cosmic Origins Spectrograph (COS) an Bord des Weltraumteleskops Hubble, mit dem das entfernte Universum äußerst detailliert untersucht werden kann. Die Forscher stellten auf diese Weise fest, dass in der Zeit von vor 11,7 Milliarden Jahren bis vor 11,3 Milliarden Jahren das von den Kernen aktiver Galaxien ausgesandte ultraviolette Licht dafür sorgte, dass Helium-Atome ihre Elektronen verloren, sie also ionisiert wurden. Die Temperatur des intergalaktischen Heliums stieg dadurch von rund 10.000 Grad Celsius auf etwa 22.000 Grad Celsius an. Dies verhinderte in einigen kleineren Galaxien das Kollabieren von Gaswolken und damit die Entstehung neuer Sterne. Ein Fachartikel, in dem die Resultate beschrieben werden, erscheint noch in diesem Monat in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.

Entscheidend für ihre Untersuchung war die höhere Empfindlichkeit von COS und das damit verbundene niedrigere Hintergrundrauschen im Vergleich zu früheren Beobachtungen. Dies ermöglichte detailliertere Messungen des intergalaktischen Heliums als zuvor. "Diese COS-Ergebnisse lassen uns einen ganz neuen Blick auf eine wichtige Phase in der Geschichte des Universums werfen", so Hubble-Programmwissenschaftler Eric Smith vom NASA-Hauptquartier in Washington.

Michael Shull von der University of Colorado in Boulder hatte mit seinem Team das ultraviolette Spektrum eines Quasars untersucht und darin Spuren von ionisiertem Helium entdeckt. Aus der Geschichte des Universums ist bereits eine frühere Phase mit einem kräftigen Temperaturanstieg bekannt, die vor etwa 13 Milliarden Jahren begann. Damals ionisierte die Strahlung der ersten massereichen Sterne das kalte Wasserstoffgas, das im Urknall entstanden war.

Aus ihrer Beobachtung folgern die Astronomen nun, dass es etwa zwei Milliarden Jahre gedauert haben muss, bis es im Universum Quellen von ultravioletter Strahlung gab, die energiereich genug war, um auch das anfängliche Helium zu ionisieren. Diese Strahlung entstand aber nicht durch Sterne, sondern in der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher, die sich im Zentrum aktiver Galaxien befinden.

Bei dieser Phase handelte es sich um eine Übergangszeit in der Geschichte des Universums, in der durch Galaxienkollisionen aktive Galaxien, also Quasare, entstanden sind. Als das Helium ionisiert war, begann sich das intergalaktische Gas wieder abzukühlen und die Zwerggalaxien konnten weiter wachsen. "Ich vermute, dass sich deutlich mehr Zwerggalaxien gebildet hätten, wenn es nicht zu dieser Helium-Reionisiation gekommen wäre", so Shull.

Bislang haben Shull und seine Kollegen entsprechende Messungen nur in einem Bereich des Universums gemacht. Das COS-Team plant aber, mit Hubble auch in andere Richtungen zu schauen, um so herauszufinden, ob es diese Reionisationsphase tatsächlich überall im Universum gegeben hat.

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siehe auch
Hubble: Die Wiedergeburt des Weltraumteleskops - 9. September 2009
Links im WWW
HubbleSite
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