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STERNENTSTEHUNG
Rolle von Galaxienkollisionen überschätzt?
von Stefan Deiters
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14. September 2011

Beobachtungen mit dem europäischen Infrarot-Weltraumteleskop Herschel deuten darauf hin, dass es in Galaxien auch dann zu heftiger Sternentstehung kommen kann, wenn die Systeme zuvor nicht in eine Kollision verwickelt waren. Der Fund widerspricht der bisherigen Theorie, nach der heftige Phasen von Sternentstehung durch Galaxienkollisionen ausgelöst werden.

Galaxie

So könnte es aussehen, wenn eine Galaxie kaltes Gas aus ihrer Umgebung anzieht. Dieses Gas würde dann als Grundlage für weitere Sternentstehung dienen.  Bild: ESA-AOES Medialab [Großansicht]

Die Schlussfolgerungen der Astronomen basieren auf Beobachtungen mit dem europäischen Infrarot-Weltraumteleskop Herschel, die in zwei kleinen Bereichen des Nachthimmels gemacht wurden, die jeweils etwa ein Drittel der Fläche des Vollmonds ausmachen. Die Regionen sind als Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) Nord und Süd bekannt (astronews.com berichtete wiederholt über Beobachtungen in diesen Bereichen). Durch die beiden Felder blickt Herschel praktisch wie durch ein Schlüsselloch in die Geschichte des Universums - insgesamt konnte das Teleskop hier über 1.000 Galaxien in ganz unterschiedlicher Entfernung ausmachen und so die Entwicklungsgeschichte von Galaxien über eine Spanne von rund 80 Prozent des Alters des Universums studieren.

Das Besondere an den Herschel-Beobachtungen ist, dass das Teleskop einen sehr großen Wellenlängenbereich im Infraroten abdecken kann, was ein weitaus vollständigeres Bild über die Sternentstehung in den Galaxien liefert. Schon seit längerem war den Astronomen bekannt, dass die Rate, mit der neue Sterne entstehen vor etwa zehn Milliarden Jahren am höchsten war. Sie lag damals oft um das 10- bis 100-fache über der Sternentstehungsrate in unserer Milchstraße.

In unserer galaktischen Umgebung kommt es zu solch hohen Sternentstehungsraten nur äußerst selten. Wenn sie aber dennoch auftreten, dann lassen sie sich auf die Kollision zweier Galaxien zurückführen. So kam es zu der Vermutung, dass Kollisionen in der Geschichte des Universums immer für heftige Sternentstehungsphasen verantwortlich waren. Dies erschien auch deswegen plausibel, weil es im jungen Universum deutlich häufiger zu Kollisionen zwischen Galaxien gekommen sein sollte, als in der Gegenwart. Die Beobachtungen von Herschel von Galaxien in sehr großer Entfernung zeigen nun, dass diese Vorstellung offenbar einer Korrektur bedarf.

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David Elbaz vom CEA im französischen Saclay und seine Kollegen haben durch Auswertung der Herschel-Daten festgestellt, dass Kollisionen von Galaxien in der Vergangenheit als Auslöser von Sternentstehung eine nur geringe Rolle gespielt haben, obwohl in diesen jungen Galaxien manchmal mit einer extrem hohen Rate neue Sterne entstehen. Durch Beobachtungen dieser Galaxien in unterschiedlichen infraroten Wellenlängenbereichen konnten die Astronomen zeigen, dass die Sternentstehungsrate allein von der Menge an Gas in diesen Galaxien abhängt und nicht davon, ob sie in eine Kollision verwickelt waren oder nicht.

Offenbar gilt eine recht simple und naheliegende Regel: Je mehr Gas sich in einer Galaxie befindet, desto mehr Sterne werden geboren. Gas ist der Grundbaustein für alle Sterne. "Nur in Galaxien, in denen sich nicht sowieso schon eine große Menge an Gas befindet, benötigt man eine Kollision, um hohe Sternentstehungsraten zu bekommen", erläutert Elbaz. Dies gelte sogar für heutige Galaxien: Da in ihnen bereits seit mehr als zehn Milliarden Jahren Sterne entstehen, ist ihr Gasvorrat inzwischen erschöpft und die Sternentstehungsrate deswegen gering.

Das neue Bild, das die auf Herschel-Daten basierende Studie von der Geschichte der Sternentstehung in Galaxien zeichnet, ist somit deutlich ruhiger und weniger gewaltsam als die bisherige Version. Die meisten Galaxien wachsen offenbar sehr gemächlich auf ganz natürliche Weise durch das Gas, was sie aus ihrer Umgebung anziehen können. "Herschel wurde geplant, um die Geschichte der Sternentstehung im Universum zu erforschen", so Göran Pilbratt, Herschel-Projektwissenschaftler bei der europäischen Weltraumagentur ESA. "Diese neuen Beobachtungen verändern nun unser Bild von der Geschichte des Universums."

Die Wissenschaftler berichten über ihre Resultate in einem Artikel in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.

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siehe auch
Herschel: Staubige Galaxien überall - 17. Dezember 2009
Herschel: Geburt und Tod von Sternen - 10. Juli 2009
Herschel: Freie Sicht für ESA-Weltraumteleskop - 16. Juni 2009
GOODS: Blick in die Jugendzeit der Galaxien - 20. Juni 2003
Links im WWW
Herschel, ESA-Seite
Fachartikel bei Astronomy & Astrophysics
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