Neue Erkenntnisse über Supernovae in Zwerggalaxien

Beobachtungsreihe des Galaxy Evolution Explorer (NASA/JPL-Caltech)
Beobachtungsreihe des Galaxy Evolution Explorer (NASA/JPL-Caltech)

Indem sie den Galaxy Evolution Explorer der NASA benutzen, könnten Astronomen näher an der Antwort auf die Frage sein, warum einige der stärksten Sternexplosionen, die jemals beobachtet wurden, in den kleinsten Galaxien auftreten.

“Es ist, als würde man einen Sumoringer in einem kleinen ‘Smart’-Auto finden”, sagte Don Neill, ein Mitglied des Galaxy Evolution Explorer Teams am California Institute of Technology in Pasadena und leitender Autor einer neuen Studie, die im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.

“Die stärksten Explosionen massereicher Sterne geschehen in extrem massearmen Galaxien. Neue Daten enthüllen, dass die Sterne, die ihr Leben in diesen kleinen Galaxien massereich beginnen, auch massereich bleiben, bis sie explodieren. In größeren Galaxien werden sie mit zunehmendem Alter nach und nach gestutzt und sie sind weniger massereich, wenn sie explodieren”, sagte Neill.

In den vergangenen Jahren entdeckten Astronomen eine überraschende Anzahl außergewöhnlich heller Sternexplosionen in so genannten Zwerggalaxien, welche bis zu 1.000 Mal kleiner als unsere Milchstraße sind. Sie verwendeten dafür Daten der Palomar Transient Factory, einer Himmelsdurchmusterung, die vom bodengestützten Palomar Observatory nahe San Diego aus durchgeführt wird. Sternexplosionen oder Supernovae treten auf, wenn massereiche Sterne von bis zu 100-facher Sonnenmasse ihr Leben beenden.

Die Palomar Beobachtungen könnten ein Rätsel erklären, auf das zuerst von Neil deGrasse Tyson und John Scalo aufmerksam gemacht wurde, als sie an der University of Texas waren (Tyson ist jetzt der Direktor des Hayden Planetariums in New York, N.Y.). Sie bemerkten, dass Supernovae dort auftraten, wo keine Galaxien zu sein schienen und sie schlugen sogar vor, dass Zwerggalaxien die Schuldigen waren, was die Palomar Daten jetzt untermauern.

Jetzt verwenden Astronomen die Ultraviolett-Daten des Galaxy Evolution Explorer, um die Zwerggalaxien weiter zu untersuchen. Neu entstandene Sterne neigen dazu, enorme Mengen an ultraviolettem Licht abzugeben – deswegen ist der Galaxy Evolution Explorer, der einen Großteil des Himmels in ultraviolettem Lichtspektrum gescanned hat, das ideale Werkzeug zur Messung der Sternentstehungsraten in Galaxien.

Die Ergebnisse zeigen, dass die kleinen Galaxien wie vermutet eine geringe Masse und geringe Sternentstehungsraten aufweisen. In anderen Worten, die kleinen Galaxien produzieren nicht viele Riesensterne.

“Sogar in diesen kleinen Galaxien, wo die Explosionen stattfinden, sind Riesensterne selten”, sagte Co-Autor Michael Rich von der University of California in Los Angeles (UCLA), ein Mitglied des Missionteams.

Zusätzlich hilft die Studie auch zu erklären, warum massereiche Sterne in kleinen Galaxien sogar noch stärkere Explosionen auslösen als vergleichbar schwere Sterne in größeren Galaxien wie unserer Milchstraße. Der Grund ist, dass niedrigmassige Galaxien dazu tendieren, weniger schwere Atome wie Kohlenstoff und Sauerstoff zu enthalten als ihre größeren Verwandten. Diese kleinen Galaxien sind jünger und daher hatten ihre Sterne weniger Zeit, ihre Umgebung mit schweren Atomen anzureichern.

Neill und seinen Mitarbeitern zufolge führt der Mangel an schweren Atomen in der Atmosphäre eines massereichen Sterns dazu, dass der Stern weniger Materie abwirft, während er altert. Im Wesentlichen sind die massiven Sterne in kleinen Galaxien auf ihre alten Tage massereicher als die massiven Sterne in größeren Galaxien. Und je massereicher der Stern, desto größer die auftretende Explosion, wenn er letztendlich zur Supernova wird. Das könnte nach Ansicht der Astronomen erklären, warum “Super-Supernovae” in den “nicht-so-super-Galaxien” auftreten.

“Diese Sterne sind wie Schwergewichtsmeister, die alle Rekorde brechen”, sagte Neill.

Rich ergänzte: “Diese Zwerggalaxien sind besonders interessant für Astronomen, weil sie mit den Arten von Galaxien vergleichbar sind, die im frühen Universum kurz nach dem Urknall vorhanden gewesen sein könnten. Der Galaxy Evolution Explorer hat uns ein leistungsfähiges Werkzeug gegeben, um zu lernen, wie Galaxien aussahen, als das Universum noch ein Kind war.”

Das California Institute of Technology (Caltech) leitet die Galaxy Evolution Explorer Mission und ist verantwortlich für Wissenschaftsoperationen und Datenanalyse. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena betreibt die Mission und baute die wissenschaftlichen Instrumente. Das Caltech betreibt das JPL für die NASA. Die Mission wurde unter dem Explorer Program der NASA entwickelt, das vom Goddard Space Flight Center in Greenbelt (Maryland) betrieben wird. Wissenschaftler, die von der Yonsei University in Südkorea und dem Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) in Frankreich unterstützt wurden, arbeiteten bei dieser Mission zusammen.

Quelle: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-122

(THK)

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