Ein Zwerg liefert Hinweise auf die Vergangenheit des Universums

News: Ein Zwerg liefert Hinweise auf die Vergangenheit des Universums

Astronomen wüßten gern mehr darüber, wie unser Universum entstanden ist und sich seitdem entwickelt hat. Einige Bruchstücke dieses Wissens liefert ihnen die Strahlung weit entfernter Galaxien. Doch die Interpretation der Daten ist nicht immer einfach. Dabei könnten ihnen nun Beobachtungsdaten von einer nahe gelegenen Zwerggalaxie helfen, die in mancherlei Hinsicht ihren weit entfernten großen Verwandten sehr ähnlich ist. Bei verschiedenen Wellenlängen erfassten Forscher die Emissionen von Kohlenmonoxid und erstellten damit eine vollständige Karte für die gesamte Galaxie. Aus den Daten können sie auch die physikalischen Bedingungen in Gasvorkommen ableiten, in denen kürzlich Sterne entstanden sind oder womöglich entstehen werden.

Die Strahlung weit entfernter Galaxien berichtet Astronomen vom Ursprung und der Vergangenheit unseres Universums. Allerdings ist es nicht so einfach, solche Objekte zu beobachten, da sie meist recht schwach leuchten. Besonders charakteristisch für diese Zeugen aus früheren Zeiten ist, dass sie kaum schwere Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff enthalten, die normalerweise durch Kernfusion im Zentrum von Sternen entstehen. Doch als sich die erste Strahlung damals auf ihren weiten Weg zur Erde machte, war dafür noch nicht genug Zeit verstrichen.

Zum Glück für Astronomen sind nicht nur weit entfernte Galaxien arm an schweren Elementen. Auch Zwerggalaxien des irregulären Typs wie zum Beispiel IC 10 weisen nur geringe Mengen davon auf. Da IC 10 ganze 2,7 Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist, können Wissenschaftler an ihr selbst kleine Details beobachten und sie vielleicht als Modell für die fernen Sternensysteme benutzen.

Weil sich Sterne an Orten mit einer hohen Dichte molekularer Gase bilden, wählten Wissenschaftler um Christopher L. Taylor vom Five College Radio Astronomy Observatory der University of Massachusetts in Amherst Kohlenmonoxid aus, um die Temperatur und Dichte dieser Gase in der Galaxie zu erfassen. Obwohl es das am einfachsten zu beobachtende Gas ist, stellte es die Forscher vor eine technische Herausforderung, denn es tritt in IC 10 erwartungsgemäß nur in geringen Mengen auf.

Aus ihren Messungen haben die Wissenschaftler eine Karte erstellt, auf der zum ersten Mal alle Emissionen von Kohlenmonoxid im interstellaren Raum der Zwerggalaxie aufgezeichnet sind. Da das Gas je nach Dichte und Temperatur Strahlung verschiedener Wellenlängen emittiert, setzten sie zwei verschiedene Radioteleskope ein. Mit den Daten bei fünf unterschiedlichen Wellenlängen konnten sie schließlich für verschiedene Regionen innerhalb der Galaxie die physikalischen Bedingungen in dem Gas feststellen. Sie verglichen die Ergebnisse mit einer optischen Aufnahme, auf der zu erkennen ist, wo sich kürzlich Sterne bildeten, sowie mit einer Dichtekarte des atomaren Wasserstoffs.

Wie sie am 6. Juni 2000 auf einer Tagung der American Astronomical Society in Rochester berichteten, findet sich das Kohlenmonoxid hauptsächlich in Regionen, in denen die Dichte des atomaren Wasserstoffs am größten ist, und in der Nähe neu entstandener Sterne. Die Wissenschaftler entdeckten das molekulare Gas aber auch an einer Stelle, an der keine jungen Sterne vorhanden waren. Sie vermuten, dass sich dahinter vielleicht eine zukünftige Geburtstätte für Sterne verbirgt.

"Diese Beobachtungen werden sehr wichtig für das Verständnis sein, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln", meint Taylor. "IC 10 wird eine Art Stein von Rosette werden, mit dem wir Beobachtungen von extrem weit entfernten Galaxien interpretieren können." Doch dafür müssen die Radioteleskope im Millimeterbereich noch empfindlicher werden.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 5.5.2000
"Wo ist denn der Wasserstoff hin?"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 22.2.2000
"Ein Blick in die Vergangenheit"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

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