Mit Inbetriebnahme leistungsfähiger Infrarot-Weltraumteleskope sind Astronomen imstande, die Eigenschaften von Staub in Galaxien zu untersuchen, die so weit entfernt sind, dass ihr Licht über 90 Prozent des Alters des Universums zu uns unterwegs war. Dass diese entfernten Objekte überhaupt registriert werden, liegt daran, dass sie sehr hell im Infrarotbereich leuchten. Sie leuchten so hell, weil sie eine große Anzahl von Sternen produzieren, deren Licht den umgebenden Staub erwärmt, welcher wiederum in infraroten Wellenlängen strahlt. Infrarot-Weltraumteleskope wie das Spitzer Space Telescope und das kürzlich außer Dienst gestellte Herschel Space Telescope registrieren diese Wellenlängen.
Lokale Galaxien, die nur hunderte Millionen Lichtjahre entfernt in unserer kosmischen Nachbarschaft liegen, liefern eine Mustervorlage um zu verstehen, wie sich Galaxien verhalten und dienen als Basis für Modelle ihrer entfernten Cousins. Seit Jahrzehnten ist bekannt, dass Galaxien im frühen Universum aktiv Sterne produzierten. Eine Schlüsselfrage für Astronomen ist die, ob sich entfernte Galaxien genügend stark von lokalen Galaxien unterscheiden, so dass andere physikalische Prozesse in die Modelle einbezogen werden müssen, oder ob Vergleiche mit lokalen Objekten zulässig sind.
Der Astronom Ho Seong Hwang vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und ein großes Team seiner Mitarbeiter haben eine umfassende Stichprobe entfernter Galaxien analysiert, um dieser Frage auf den Grund zu gehen. Während seiner Betriebszeit beobachtete das Herschel Space Telescope viele entfernte Infrarotgalaxien. Die Astronomen wählten 2.500 von ihnen aus einer Datenbank mit über 50.000 Galaxien aus, basierend auf ihren klaren Nachweisen bei verschiedenen infraroten Wellenlängen und ergänzenden Daten von anderen Missionen. Die Stichprobe wurde auf eine Weise ausgewählt, die unabhängig von den Einstellungen des Beobachters ist – beispielsweise extreme Helligkeit -, welche die Schlussfolgerungen beeinträchtigen könnten. Dies war das erste Mal, dass bei einer solch umfassenden Stichprobe so vorgegangen wurde.
Die Ergebnisse waren überraschend. Die Wissenschaftler stellten fest, dass der Staub in entfernten, leuchtkräftigen Galaxien dazu tendierte, wärmer zu sein als in lokalen Galaxien derselben Helligkeit. Zusammen mit anderen Indikatoren sprechen die Daten dafür, dass sich die Eigenschaften des Staubs und dessen Umgebungen mit der Zeit in einer Art und Weise entwickelt haben, die immer noch nicht sehr gut verstanden ist. Als eine mögliche Folge der Staub-Variationen scheint es im frühen Universum auch eine größere Vielfalt an Galaxientypen zu geben. Abschließend hebt die neue Studie in Übereinstimmung mit anderen kürzlichen Abhandlungen hervor, dass es Hinweise dafür gibt, nach denen sich diese Galaxien früher nach dem Urknall bildeten, als in einigen alten Modellen angenommen wurde.
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/su201323.html
(THK)
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