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News: Verborgene Galaxien

Wenn wir zum Sternenhimmel blicken, nehmen wir nur jenen Ausschnitt des Universums wahr, der sichtbares Licht abstrahlt. Instrumente, die für andere Bereiche des elektromagnetischen Spektrums empfindlich sind, überraschen uns immer wieder mit neuen Objekten und unerwarteten Entdeckungen. So zeigt eine neue Kamera, die Strahlung im fernen Infrarot aufnimmt, in scheinbar leeren Himmelsausschnitten staubumhüllte Galaxien, in denen sich mit rasender Geschwindigkeit Sterne bilden. Diese Galaxien geben so viel Energie ab wie das ganze optisch sichtbare Universum - und das zu einer Zeit, als es sie nach bisherigen Vorstellungen noch gar nicht hätte geben dürfen.
Ein Team amerikanischer und japanischer Astronomen um Amy Barger von der University of Hawaii berichtet in Nature vom 16. Juli 1998 von der Entdeckung der fernen Galaxien (Abstract). In der gleichen Ausgabe erscheint die Studie einer britischen Arbeitsgruppe unter der Führung von David Hughes von der University of Edinburgh, die bei der Untersuchung eines kleineren Himmelabschnittes zu ähnlichen Schlüssen gekommen sind.

Die amerikanischen und japanischen Forscher bedienten sich einer neuen Kamera namens SCUBA (Submillimeter Common User Bolometer Array), die an das James Clerk Maxwell Telescope auf dem Gipfel des schlafenden Vulkans Mauna Kea auf Hawaii montiert ist. Mit seinen extrem gekühlten Detektoren kann SCUBA die Wärmeabstrahlung kleiner Staubteilchen im Weltall vermessen. Dieser Staub absorbiert in den Galaxien sichtbares Licht, das heiße, junge Sterne aussenden, und emittiert die Energie wieder mit viel größeren Wellenlängen. Galaxien, die sehr viel Staub enthalten scheinen dadurch mitunter weniger im sichtbaren als im fernen infraroten Spektralbereich. Sind die Sternsysteme dann noch weit von uns entfernt, wird das Licht durch die Expansion des Universums noch zusätzlich rotverschoben, so daß seine Wellenlänge knapp unter einem Millimeter beträgt – etwa tausendmal mehr als sichtbares Licht. Daher können im Submillimeterbereich staubhaltige Galaxien entdeckt werden, die für unser Auge zu dunkel oder gar unsichtbar sind.

Volle 51 Stunden richteten die Wissenschaftler SCUBA auf zwei anscheinend leere Regionen des Himmels, darunter das bereits intensiv untersuchte Feld "SSA13". Die resultierende Aufnahme zeigte Galaxien, in denen sich Sterne zehn- bis hundertmal schneller bilden, als es in optischen Galaxien beobachtet wurde. Zwar ist die Anzahl der im Submillimeterbereich gefundenen Quellen kleiner als jene ihrer optisch nachgewiesenen Verwandten, doch zusammengenommen strahlen sie wenigstens genausoviel oder sogar mehr Energie ab als diese.

Die einzigen Objekte im Universum mit ähnlichen Eigenschaften wie die entfernten Submillimeter-Quellen sind die "ultrahellen Infrarotgalaxien", welche vom IRAS-Satelliten entdeckt wurden. Ihr infrarotes Licht wird von dem Staub emittiert, den neu entstehende Sterne und aktive galaktische Kerne aufheizen. Ultrahelle Infrarotgalaxien werden häufig beim Zusammenschluß zweier gasreicher Galaxien gebildet. Möglicherweise handelt es sich bei den Submillimeter-Quellen um Galaxien, die gerade durch die Verschmelzung kleinerer Stücke entstehen.

Es kann sein, daß unsere Vorstellungen über den zeitlichen Verlauf der Sternbildung aufgrund der neuentdeckten fernen, staubhaltigen Galaxien revidiert werden müssen. Aus optischen Beobachtungen haben Astronomen geschlossen, daß die meisten Sterne entstanden sind, als das Universum bereits drei Viertel seines heutigen Alters erreicht hatte. Nun scheint es, daß dabei eine ganze Gruppe von Galaxien übersehen wurde, die weit entfernt und damit sehr alt sind und in denen sehr rasch Sterne produziert werden. Erst eine Kombination von optischen und Submillimetermessungen wird erbringen, wann und wie schnell Galaxien und Sterne im Universum entstanden sind.

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