Onlinearchive offenbaren zahlreiche Red-Nugget-Galaxien

Diese Fotoserie zeigt drei Red-Nuggets in einer Entfernung von etwa vier Milliarden Lichtjahren. Links ist eine einsame Galaxie ohne Begleitgalaxien zu sehen. Die Galaxie auf dem mittleren Foto ist auch allein, scheint aber nahe einer größeren Spiralgalaxie zu liegen, die uns jedoch viel näher ist (ca. 1 Milliarde Lichtjahre). Die Galaxie rechts könnte nahe Begleitgalaxien besitzen. (Ivana Damjanov & CFHT MegaCam Team)
Diese Fotoserie zeigt drei Red-Nuggets in einer Entfernung von etwa vier Milliarden Lichtjahren. Links ist eine einsame Galaxie ohne Begleitgalaxien zu sehen. Die Galaxie auf dem mittleren Foto ist auch allein, scheint aber nahe einer größeren Spiralgalaxie zu liegen, die uns jedoch viel näher ist (ca. 1 Milliarde Lichtjahre). Die Galaxie rechts könnte nahe Begleitgalaxien besitzen. (Ivana Damjanov & CFHT MegaCam Team)

Die Welt der Astronomie hat sich verändert: Ein Astronom war daran gewöhnt, an einen abgelegenen Ort zu reisen und lange, kalte Nächte zu ertragen, in denen er geduldig ein Teleskop steuert, um wertvolle Lichtteilchen zu sammeln. Jetzt erlaubt die Verbreitung von Onlinearchiven den Astronomen, ihre Entdeckungen aus der Behaglichkeit ihrer eigenen Büros heraus zu machen.

Indem sie solche Archive durcharbeiteten, haben Astronomen unter Leitung von Ivana Damjanov vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) eine Schatzkiste voller “Red Nugget”-Galaxien gefunden. Diese Galaxien sind kompakt und dicht mit alten, roten Sternen angehäuft. Ihre Häufigkeit legt den theoretischen Modellen der Entstehung und Entwicklung von Galaxien neue Grenzen auf. “Diese Red-Nugget-Galaxien hatten sich direkt vor unseren Augen versteckt und sich als Sterne getarnt”, sagte Damjanov. Sie präsentierte die Forschungsarbeit des Teams am 11. Juni 2014 auf einem Treffen der Canadian Astronomical Society (CASCA) in Quebec (Kanada).

Als das Universum jung war, waren dichte, massereiche Galaxien, sogenannte “Red Nugget”-Galaxien, weit verbreitet. Diese Galaxien sind zehnmal massereicher als die Milchstraßen-Galaxie, aber ihre Sterne sind in ein Volumen gedrängt, das 100 Mal kleiner als das unserer Galaxie ist. Rätselhafterweise konnten Astronomen, die das ältere, nähere Universum erforschen, keines dieser Objekte finden. Ihr scheinbares Verschwinden, falls real, markierte eine überraschende Wende in der Galaxienentwicklung.

Um nahe Exemplare zu finden, durchkämmten Demjanov und ihre Kollegen Margaret Geller, Ho Seong Hwang und Igor Chilingarian (Smithsonian Astrophysical Observatory) die Datenbank des umfangreichsten Himmelsdurchmusterungsprojekts, dem Sloan Digital Sky Survey. Die Red-Nugget-Galaxien sind so klein, dass sie auf den Sloan-Aufnahmen wie Sterne erscheinen, was auf Störungen durch die Erdatmosphäre zurückzuführen ist. Ihre Spektren offenbaren jedoch ihre wahre Natur.

Das Team identifizierte in den Sloan-Daten mehrere hundert Kandidaten für Red-Nugget-Galaxien. Anschließend durchsuchten sie einige Onlinearchive von Teleskopen, um ihre Ergebnisse zu bestätigen. Insbesondere hochqualitative Bilder des Canada-France-Hawaii Telescope und des Hubble Space Telescope zeigten, dass etwa 200 Kandidaten tatsächlich Galaxien waren, die ihren Red-Nugget-Cousins aus dem entfernten, jungen Universum sehr ähnlich waren.

“Jetzt wissen wir, dass viele dieser erstaunlich kleinen und dichten, aber massereichen Galaxien überleben. Sie sind ein faszinierender Test für uns Wissen über die Art und Weise, wie sich Galaxien bilden und entwickeln”, erklärte Geller. Die große Anzahl von Red-Nugget-Galaxien in den Sloan-Daten verriet dem Team, wie verbreitet diese Galaxien im mittelalten Universum waren. Die Anzahl kann dann mit Computermodellen verglichen werden, die die Galaxienentstehung beschreiben. Verschiedene Modelle über den Ablauf, wie Galaxien wachsen, sagen sehr unterschiedliche Häufigkeiten voraus.

Das Szenario, das den Beobachtungen entspricht, ist eines, in dem Red-Nugget-Galaxien ihre Existenz als sehr kleine Objekte im frühen Universum beginnen. Im Lauf der nächsten zehn Milliarden Jahre kollidieren und verschmelzen einige von ihnen mit anderen, weniger massereichen Galaxien. Einige Red-Nugget-Galaxien schaffen es, Kollisionen zu vermeiden und bleiben intakt, während sie altern. Das Ergebnis ist eine Vielzahl von elliptischen Galaxien mit unterschiedlichen Größen und Massen – manche sehr kompakt und andere mit größeren Ausdehnungen. “Viele Prozesse arbeiten zusammen, um die reichhaltige Galaxienlandschaft zu gestalten, die wir im nahen Universum beobachten”, sagte Damjanov.

Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) hat sein Hauptquartier in Cambridge (Massachusetts) und ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Harvard College Observatory. Wissenschaftler aus sechs Forschungsabteilungen studieren hier den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.

Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2014-15

(THK)

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