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Sternsysteme: Einsichten in eine entstehende Spiralgalaxie

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Mit Hilfe des Gravitationslinseneffekts sowie mit dem Einsatz adaptiver Optik konnten Daniel Stark vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen einen detaillierten Blick in die Galaxienentstehung im frühen Universum erhaschen. Eine 2,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernte Vordergrundgalaxie wirkte dabei wie ein Vergrößerungsglas.

Das Licht des fernen Himmelskörpers konnte auf diese Weise um das Achtfache verstärkt werden, und so wurde sichtbar, was den Astronomen unter normalen Umständen verborgen geblieben wäre. Ihre Aufnahmen zeigen das Sternsystem zu einer Zeit, als der Urknall gerade einmal zwei Milliarden Jahre zurücklag. Das Team konnte die Verteilung und Bewegung der Sterne und Gase auf Skalen von nur wenigen hundert Lichtjahren analysieren und mit der Struktur von reiferen Galaxien wie der Milchstraße vergleichen.

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Prinzip einer Gravitationslinse | Das Gravitationsfeld massereicher Objekte krümmt die Lichtstrahlen von dahinterliegenden Himmelskörpern. Auf diese Weise vergrößern sie die entfernten Quellen und machen sie für Astronomen sichtbar. Die adaptive Optik am 10-Meter-Keck-Teleskop auf Hawaii korrigierten in diesem Fall zudem die verzerrenden Auswirkungen der Erdatmosphäre und ließen so noch mehr Details erkennen.
Das sei zehnmal präziser als bei vorherigen Beobachtungen derartiger Systeme, berichtet Stark. Die Galaxie zeige danach klare Anzeichen für eine Rotation. Zudem bildet sie womöglich gerade eine Scheibe mit einem zentralen Kern aus. Damit entwickelt sie sich vielleicht langsam zu einer Spiralgalaxie ähnlich der Milchstraße, in deren Mitte sich ebenfalls eine kugelförmige Ausbuchtung befindet.

Außerdem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass junge Galaxien eher durch die Akkretion von Gas anwachsen als durch die Fusion mit anderen Sternsystemen. Denn in letzterem Fall wäre die hier beobachtete Geschwindigkeitsstruktur zerstört worden, erklären die Forscher. Bisher war diese These nur an sehr leuchtstarken und damit sich womöglich ganz anders entwickelnden Galaxien festgemacht worden. (mp)
41. Woche 2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 41. Woche 2008

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  • Quellen
Stark, D. P. et al.: The formation and assembly of a typical star-forming galaxy at redshift z ≈ 3. In: Nature 455, S. 775–777, 2008.

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