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Astronomie: Signale von einer galaktischen Hauptzutat

Atomarer Wasserstoff hat die Epoche der stärksten Galaxienbildung im frühen Kosmos angetrieben. Schwache Radiostrahlung von weit entfernten Objekten gibt neue Hinweise auf das Gas – und liefert mögliche Gründe dafür, warum die Rate der Sternentstehung seither abgenommen hat.
Die Verteilung molekularen und atomaren Gases in der Spiralgalaxie M 51

Vor fast 40 Jahren fragte mich mein Doktorvater am ersten Tag im weiterführenden Studium: »Was versteht man unter Galaxienbildung?« Die Standardantwort vieler Kosmologen darauf dürfte in etwa lauten: »die schwerkraftbedingte Zusammenballung Dunkler Materie im Lauf kosmologischer Zeiträume«. Dunkle Materie ist ein geheimnisvoller unsichtbarer Stoff, der laut aktuellen Modellen den größten Teil der Teilchen im Universum ausmacht. Normale »baryonische« Materie – vor allem in Form von Wasserstoff, Helium und geringen Mengen schwererer Elemente – stellt lediglich einen kleinen Anteil der Masse im All. Sie ist sozusagen Beifahrer und wird beim Verklumpen der Galaxien von deren Gravitation mitgerissen.

Mein Doktorvater legte seinem verunsicherten Doktoranden eine etwas andere Antwort nahe: »die Ansammlung von Gas in den anziehenden Wolken aus Dunkler Materie und dessen Umwandlung in Sterne«. Denn für beobachtende Astronomen wie ihn (und jetzt auch für mich) wird die Sache erst mit der baryonischen Materie so richtig interessant. Nun hat ein Team um den indischen Radio­astronomen Aditya Chowdhury mit neuen Erkenntnissen über genau jenen Teil der Galaxienentstehung eine wichtige Wissenslücke zu den Vorgängen geschlossen …

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Spektrum der Wissenschaft – Dunkle Kometen: Geisterfahrer im Sonnensystem

Eine kleine Gruppe von Himmelsobjekten sorgt für Rätselraten unter Fachleuten: Obwohl die Brocken keinen Schweif aus Gas und Staub aufweisen, bewegen sie sich wie Kometen. Was treibt diese Dunklen Kometen an? Könnten sie sogar Hinweise auf den Ursprung des Wassers auf der Erde liefern? Weitere Themen in dieser Ausgabe: Die Ökologin Katja Tielbörger und der Molekularbiologe Detlef Weigel diskutieren darüber, wie ein Kompromiss zur Neuregelung der Grünen Gentechnik aussehen könnte. Sie sind sich einig: Man muss das gesamte System betrachten. Angesichts des Internationalen Jahres der Quantenphysik gehen wir der Frage nach, warum selbst Physiker die Quantenmechanik nicht verstehen – und was ihre Formeln über die Wirklichkeit aussagen. Außerdem stellen wir Ihnen vor, was Mikrofossilien über die Zeitgenossen der Dinosaurier verraten, und wir präsentieren Ihnen die Farbenpracht des altägyptischen Tempels von Esna. Fünf Jahre arbeiteten Restauratoren an der Rekonstruktion. Das Ergebnis ist spektakulär.

Spektrum der Wissenschaft – Den Kosmos entschlüsseln – Vom Sonnensystem in die Tiefen des Universums

In dieser Ausgabe berichten wir über ferne Galaxien, das Sterben von Sternen, äußerst energiereiche Gammastrahlenblitze und neue Erkenntnisse zur Dunklen Energie. Weiter informieren wir Sie über Raumfahrtmissionen zu anderen Himmelskörpern, beispielsweise die der NASA-Sonde Europa-Clipper, welche den gleichnamigen Jupitermond auf die Existenz von Ozeanen untersuchen soll. Darüber hinaus: Teleskope der Superlative mit denen der Kosmos auch von der Erde aus, immer genauer beobachtet werden kann.

Sterne und Weltraum – Überlebt – Messier 54 – Relikt einer Kollision mit unserer Galaxis

Ein Amateurastronom hat auf der Basis eigener Beobachtungen und wissenschaftlicher Erkenntnisse den Kugelsternhaufen Messier 54 untersucht, der sich optisch in der Nähe des Milchstraßenzentrums befindet. Er entpuppt sich als fernes extragalaktisches Relikt: Der Haufen ist ein Überbleibsel einer Zwerggalaxie, die mehrfach das Zentrum unserer Galaxis umläuft und dabei zerstört wird. Außerdem berichten wir über die vierjährige Marsmission der NASA-Sonde InSight, die dort unter anderem den Wärmefluss im Boden messen sollte. Weiter werfen wir einen Blick auf Forschungsansätze zur Hawking-Strahlung, nach denen unser Universum schneller als gedacht zerfallen könnte und stellen ein Projekt der Südtiroler Schülergruppe »astrocusanus« vor, die mit einem leistungsstarken Teleskop auf die Suche nach lichtschwachen Kleinkörpern geht.

  • Quelle

Chowdhury, A. et al.: H I 21-centimetre emission from an ensemble of galaxies at an average redshift of one. Nature 586, 2020

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