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News: Wenig Balkenspiralgalaxien im jungen Universum

Ein Astronomenteam untersuchte mehr als 2000 Spiralgalaxien mit dem Weltraumteleskop Hubble und stellte dabei fest, das Galaxien mit einem zentralen Balken vor sieben Milliarden Jahren wesentlich seltener waren als heute. Die Durchmusterung erlaubt einen Blick in die Entwicklungsgeschichte der Welteninseln.
Ein Forscherteam um Kartik Sheth am California Institute of Technology in Pasadena verwendete für seine Untersuchungen Aufnahmen der "Advanced Camera for Surveys (ACS)" des Weltraumteleskops Hubble. Die Beobachtungen fanden im Rahmen des Programms COSMOS, dem "Cosmic Evolution Survey" statt. Dieser deckt ein Himmelsareal von der neunfachen Fläche des Vollmonds ab.

Die Bilder zeigen, dass vor rund sieben Milliarden Jahren nur 20 Prozent aller Spiralgalaxien einen zentralen Balken aufwiesen. Heutzutage schmücken sich rund 70 Prozent aller Spiralgalaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft mit einem zentralen Balken, darunter auch das Milchstraßensystem in dem wir leben.

Die Balken entstehen, wenn in einer gewöhnlichen Spiralgalaxie die fast kreisförmigen Umlaufbahnen der das Zentrum umkreisenden Sterne instabil werden und elliptische Formen annehmen. Der Balken wird immer ausgeprägter, wenn er mehr und mehr dieser elliptischen Bahnen aufnimmt und durch Schwerkraftwechselwirkungen zwischen den Sternen festhält. Schließlich gehört ein hoher Prozentsatz der zentrumsnahen Sterne dem Balken an.

In den letzten sieben Milliarden Jahren, so weit blickten die Astronomen bei ihrer Durchmusterung in der Zeit zurück, verdreifachte sich die Zahl der Balkenspiralen. Allerdings entwickeln sich die zentralen Balken eher in kleineren, massearmen Galaxien und weniger häufig bei den massereichen Welteninseln. Bei diesen fanden die Forscher ungefähr gleich viele Balkengalaxien wie im heutigen Universum.

Massereiche Galaxien entwickeln sich meistens schneller als ihre massearmen Verwandten. In ihnen bilden sich schon sehr früh massereiche Sterne, die ihre Lebensspanne auf der Hauptreihe des Hertzsprung-Russell-Diagramms schnell durchlaufen und dann in Supernova-Explosionen vergehen. Zurück bleiben schließlich nur die sehr langlebigen massearmen Sterne, die sich durch ein rötliches Leuchten auszeichnen. Daher erscheinen die Scheiben massereicher Galaxien meist rötlich.

Massearme Welteninseln zeichnen sich durch eine deutlich geringere Sternbildungsrate aus und entwickeln auch ihre zentralen Balken nur sehr langsam.

Die Entstehung eines zentralen Balkens hat aber auch noch weiterreichende Konsequenzen für die Galaxie: Sie sorgen dafür, dass große Mengen an Gas und Staub in Richtung des galaktischen Zentrums strömen. Aus diesen Wolken bilden sich wiederum Sterne in großer Zahl, welche die zentrale Aufwölbung der Galaxie, den "Bulge" aufbauen. Außerdem gelangt auch ein gewisser Prozentsatz der Materie in das zentrale Schwarze Loch, das dadurch seine Masse erhöhen kann.

TA

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