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RADIOASTRONOMIE
Ströme aus Wasserstoffgas im All?
von Stefan Deiters
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28. Januar 2014

Bei Beobachtungen mit dem Green-Bank-Radioteleskop könnte ein Astronom jetzt einen Strom aus kaltem Wasserstoff entdeckt haben, der in die nahegelegene Spiralgalaxie NGC 6946 fließt. Genau solche Ströme haben Forscher in Verdacht, für die langanhaltende Sternentstehungsaktivität in Spiralgalaxien verantwortlich zu sein. Doch die Beobachtungen lassen sich auch anders erklären.

NGC 6946

Blick auf NGC 6946 und die Umgebung in verschiedenen Wellenlängen. Bild: D.J. Pisano (WVU); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); Palomar Observatory – Space Telescope Science Institute 2nd Digital Sky Survey (Caltech); Westerbork Synthesis Radio Telescope   [Großansicht]

"Wir wussten, dass der Grundstoff für die Sternentstehung irgendwo herkommen muss", erklärt D.J. Pisano von der West Virginia University den Ausgangspunkt für seine Beobachtungen mit dem Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT), einem der größten Radioteleskope der Welt. "Bislang wurden nur rund zehn Prozent von dem entdeckt, was nötig wäre, um das zu erklären, was wir in vielen Galaxien beobachten."

In Spiralgalaxien wie unserer Milchstraße entstehen zwar langsam, aber dafür beständig immer neue Sterne. In anderen Galaxien, wie etwa in NGC 6946, ist die Sternentstehungsrate sogar höher, allerdings auch noch weit von dem entfernt, was man in sogenannten "Starburst-Galaxien" beobachten kann, also in Systemen, in denen praktisch explosionsartig neue Sterne gebildet werden.

NGC 6946 ist rund 22 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und befindet sich in der Grenzregion der Sternbilder Schwan und Kepheus. Unklar ist allerdings, woher das Material stammt, durch das die Sternentstehungsaktivität in Systemen wie NGC 6946 aufrecht erhalten werden kann.

Die bevorzugte Theorie der Astronomen zur Erklärung dieses Phänomens sind Ströme aus kaltem Wasserstoff, die diesen Grundstoff für die Sternentstehung durch den intergalaktischen Raum transportieren. Allerdings ist dieser Wasserstoff nur sehr dünn und somit außerordentlich schwer zu entdecken. Pisano glaubt aber, dass ihm dies nun eventuell gelungen ist.

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Bei früheren Radiobeobachtungen von NGC 6946 hatten Astronomen einen ausgedehnten Halo aus Wasserstoff um die Galaxie entdeckt. Ein solcher Halo ist nicht ungewöhnlich bei Spiralgalaxien und könnte durch intensive Sternentstehung und Supernova-Explosionen entstanden sein, durch die Wasserstoff aus der Scheibe der Galaxie in die Umgebung geschleudert wurde. Die gesuchten kalten Ströme aus Wasserstoff würden allerdings aus einer ganz anderen Quelle stammen: Das Gas sollte aus dem intergalaktischen Raum kommen und noch nie durch Sternentstehung oder andere stellare Prozesse auf höhere Temperaturen aufgeheizt worden sein.

Mit dem GBT konnte Pisano nun das schwache Leuchten eines Filaments aus neutralem Wasserstoff aufspüren, das offenbar NGC 6946 mit seinen galaktischen Nachbarn verbindet. Das Signal dieses Stroms aus kaltem Gas ist so schwach, dass es bislang unentdeckt geblieben ist. Könnte hier also eine massereichere Galaxie ihre masseärmeren Nachbarn kannibalisieren, indem sie von ihnen kalten Wasserstoff abzieht?

Es gibt für die Beobachtungen allerdings noch eine alternative Erklärung: So könnte es in der Vergangenheit eine dichte Begegnung zwischen NGC 6946 und den Nachbargalaxien gegeben haben, wodurch auch Wasserstoff ins All mitgerissen wurde. Sollte dies so sein, müssten sich in dem beobachteten Filament auch Sterne beobachten lassen, so dass weitere Beobachtungen hier Aufschluss geben könnten.

Seine Studie, so schreibt Pisano in einem Fachartikel in der Zeitschrift Astronomical Journal, würde damit auch unterstreichen, dass die Suche nach kalten Gasströmen durch Beobachtungen von neutralem Wasserstoffgas sich schon allein deswegen schwierig gestaltet, weil die dabei beobachteten Strukturen durch ganz verschiedene Prozesse entstehen können, die man oft nur schwer unterscheiden kann.

Der beste Weg zur Suche nach kalten Gasströmen sei daher eine großangelegte Durchmusterung von Galaxien verschiedener Masse in ganz unterschiedlichen Umgebungen und mit verschiedener Sternentstehungsrate. So sollte man - zumindest statistisch - die Quelle der beobachteten Gasströme unterscheiden können.

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siehe auch
Keck: Quasar beleuchtet kosmisches Netz - 21. Januar 2014
Galaxienentwicklung: Der Grundstoff für neue Sterne - 4. Oktober 2013
Links im WWW
Preprint des Fachartikel bei arXiv.org
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
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