Ungefähr 650 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt die Galaxie mit der wissenschaftlichen Bezeichnung SDSS J082354.96+280621.6. Bei dem Objekt handelt es sich um eine sogenannte Starburst-Galaxie – das sind Galaxien, in denen die Sternentstehungsraten besonders hoch sind. Die zahlreichen neugeborenen Sterne geben einen Großteil ihrer Strahlungsenergie in ultravioletten Wellenlängen ab. Die Beobachtung solcher Galaxien im Ultraviolettbereich erfolgt idealerweise mit weltraumgestützten Instrumenten wie dem Hubble Space Telescope. Ihr Operationsgebiet liegt weit oberhalb der Erdatmosphäre, so dass das ultraviolette Licht nicht von störenden Luftschichten absorbiert werden kann und mit voller Intensität auf die empfindlichen Detektoren trifft.
Eine Möglichkeit, um etwas über die Zusammensetzung und Struktur derartiger Galaxien zu erfahren, ist die Untersuchung ihrer Gas- und Staubanteile. Dabei spielt die Lyman-Alpha-Emission (Lyman-α) eine wesentliche Rolle. Sie entsteht, wenn energiereiche ultraviolette Strahlung mit den Wasserstoff-Atomen des interstellaren Mediums kollidiert oder auf nahe gelegene, dichtere Wasserstoffwolken trifft und die Atome in höhere Energiezustände versetzt. Fällt ein Elektron in einem Wasserstoff-Atom danach wieder von einem höheren auf einen niedrigeren Energiezustand zurück, emittiert es ein Photon in einer charakteristischen Wellenlänge. Durch die enorm hohe Anzahl dieser Prozesse ergibt sich eine Spektrallinie im Ultraviolettbereich des Lichtspektrums entfernter Objekte. Diese Strahlung erreicht uns allerdings erst, nachdem sie in den Wasserstoffwolken zigfach gestreut wurde. Man kann sie daher benutzen, um den Aufbau und die Zusammensetzung der beobachteten Galaxie zu untersuchen.
Mit Hilfe der Lyman-Alpha-Emission werden bislang hauptsächlich Galaxien untersucht, die viele Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Rückschlüsse auf die Entfernung der Galaxien lassen sich ziehen, indem man sich anschaut, wie stark die Lyman-Alpha-Emission in den roten Wellenlängenbereich verschoben ist. SDSS J082354.96+280621.6 wurde zusammen mit 13 weiteren Galaxien für eine Studie (Lyman Alpha Reference Sample, LARS) ausgewählt, die diesen Effekt auch bei relativ nahegelegenen Galaxien erforschen soll. Ein anderer Aspekt betrifft die Struktur der Galaxien selbst: Die Photonen legen deutlich größere Entfernungen zurück, wenn ihre Heimatgalaxie einen geringeren Staubanteil aufweist. Diesen Zusammenhang können Astronomen heranziehen, um festzustellen wie viel Staub eine Galaxie enthält – eine wichtige Eigenschaft, die die Entwicklung einer Galaxie mitbestimmt.
Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
http://www.spacetelescope.org/static/archives/images/large/potw1313a.jpg
Anmerkung der Redaktion
Die anderen drei Vorschläge für das Astro-Bild der Woche waren:
Bild 2: Sechs “Grüne-Erbsen-Galaxien”
Bild 3: Der Schäfermond Pan in den Saturnringen
Bild 4: Ein Sturmwirbel auf dem Saturnmond Titan
(THK)
Antworten