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KECK
Eine normale Galaxie im jungen Universum
von Stefan Deiters
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17. Januar 2014

Astronomen ist es erstmals gelungen, eine ganz normale Galaxie im jungen Universum detaillierter zu untersuchen. Das System mit der Bezeichnung DLA2222-0946 ist extrem lichtschwach, gehört aber zu einer Klasse von Galaxien, die als Vorläufer der heutigen Spiralgalaxien wie unserer Milchstraße gelten. Ihr Studium könnte also einiges über die Entwicklung von Galaxien verraten.

DLA2222-0946

Die Bewegung des Gases in einem Teil der Galaxie DLA2222-0946. Rot steht für Gas, das sich von uns entfernt, blaues Gas kommt auf uns zu. Die Position des Quasars ist mit "Q" markiert. Bild: R. Jorgenson

Die Galaxie DLA2222-0946 gehört zu einer Klasse von Galaxien, die Astronomen als "Damped Lyman alpha systems", kurz DLAs, bezeichnen. Dieser etwas ungewöhnliche Name erklärt sich aus ihrer Entdeckungsgeschichte: Man hat sie nämlich nur deswegen aufgespürt, weil sie dank ihres hohen Anteils von neutralem Wasserstoffgas ein Teil des Lichts von noch weiter entfernten Quasaren absorbiert haben.

Daher wusste man zwar von der Existenz Tausender dieser DLAs im jungen Universum, jedoch war über die Galaxien selbst und ihre Rolle bei der Galaxienentwicklung nur sehr wenig bekannt, da man sie nicht direkt beobachten konnte. Dies ist jetzt aber mithilfe des Keck-I-Teleskops am W. M. Keck Observatory auf dem Mauna Kea auf Hawaii gelungen und somit erstmals Details über diese entfernten Systeme zu erkennen.

Galaxien wie DLA2222-0946 enthalten große Mengen an neutralem Wasserstoffgas und damit das Grundmaterial für die Entstehung neuer Sterne. Ihre Untersuchung dürfte damit wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung von Galaxien liefern. So gelten DLAs als Vorläufer der heutigen Spiralgalaxien, zu denen auch unsere Milchstraße zählt.

"Diese Galaxien sind so außergewöhnlich, weil sie so gewöhnlich sind", meint Regina Jorgenson von der University of Hawaii. "Sie stehen für ganz normale Galaxien und nicht für die hellsten und extremsten Galaxien mit einer extrem hohen Sternentstehungsrate, die man normalerweise in diesen Entfernungen beobachtet. Doch dieses Gewöhnlichkeit führt dazu, dass man sie praktisch unmöglich direkt beobachten kann." Das von ihnen ausgesandte Licht ist nämlich nur sehr schwach und wird zudem noch vom Licht des hellen Quasars überstrahlt, durch das man erst auf diese Galaxien aufmerksam wurde.

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DLA2222-0946 ist so weit von der Erde entfernt, dass das Licht des Systems rund 10,8 Milliarden Jahre benötigte hat, um uns zu erreichen. Wir sehen die Galaxie damit zu einer Zeit, in der das Universum lediglich ein Fünftel seines heutigen Alters hatte. Astronomen glauben, dass diese Epoche für die Galaxienentwicklung eine entscheidende Rolle spielte. Die Untersuchung von typischen Galaxien in dieser Zeit dürfte also erheblich zum Verständnis der Prozesse beitragen, die sich damals abgespielt haben. Insbesondere interessieren sich die Forscher für die Frage, wie genau in diesen gewaltigen Ansammlungen von neutralem Wasserstoffgas Sterne entstanden sind.

Die Beobachtungen wurden mithilfe des OH-Suppressing Infrared Imaging Spectrograph (OSIRIS) am Keck-I-Teleskope und einer fortschrittlichen adaptiven Optik gemacht, durch die die Luftunruhe der Erdatmosphäre kompensiert werden kann. OSIRIS erlaubt die Aufnahme von sehr präzisen Infrarotspektren auch noch von sehr kleinen Objekten wie entfernten Galaxien. So lassen sich detaillierte Informationen über die Zusammensetzung und die Bewegung von Systemen in der frühen Phase der Galaxienentwicklung gewinnen.

Über ihre Beobachtungen berichten Jorgenson und ihr Kollege Arthur Wolfe von der University of California in San Diego in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erscheint.

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siehe auch
Hubble & Spitzer: Extrem helle Galaxien im jungen Universum - 15. Januar 2014
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
W. M. Keck Observatories
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