Sternentstehungsregionen können grob in drei Gruppen eingeteilt werden, eingeordnet nach der Dichte ihres Gases. Genauer gesagt wird dabei die projizierte “Oberflächendichte” des Gases herangezogen, die leichter zu bestimmen ist als die herkömmliche Volumendichte. In Regionen mit mittelhohen Dichten, wo das Gas hauptsächlich in molekularer und nicht in atomarer Form vorliegt, gibt es einen engen Zusammenhang zwischen der Intensität der stattfindenden Sternentstehung und der Dichte.
Dieses Ergebnis ist die Basis für die Schlussfolgerung, dass sich Sterne aus molekularer Materie bilden. In Regionen mit sehr hohen Dichten (beispielsweise verschmelzenden Starburst-Galaxien) sind die Sternentstehungsraten verglichen mit der Gesamtmasse der verfügbaren Materie sogar noch höher. In Gebieten mit geringen Dichten ist nur wenig über die Zusammenhänge zwischen der Gasmenge und der Sternentstehungsaktivität bekannt.
Regionen mit geringen Dichten sind allerdings wichtig: Sie können sehr große Raumgebiete in den Randbereichen von Galaxien einnehmen – viel größer als die Ausdehnung, die vom sichtbaren Sternlicht definiert wird. Kürzlich waren empfindliche Suchprojekte nach molekularem Gas in diesen Außenbereichen imstande, diese Komponente zu kartieren. Gleichzeitig haben Beobachtungsprojekte im Ultraviolettbereich UV-Emissionen in Regionen registriert, die bis zu viermal größer sind als der nominale optische Radius der Galaxien.
Weil die ultravioletten Emissionen von heißen, jungen Sternen erzeugt werden, vermutet man, dass dort neue Sterne entstehen. Hängen die Sternentstehungsprozesse in diesen Randgebieten mit der Gasdichte auf die gleiche Weise zusammen wie in Regionen mit hohen Dichten, oder könnten die Sternentstehungsprozesse möglicherweise anders ablaufen?
Die Astronomin Linda Watson vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) leitete ein Team mit fünf Kollegen, um diesen Fragen nachzugehen. Die Wissenschaftler analysierten veröffentlichte Beobachtungen von Kohlenstoffmonoxidgas (einem guten Indikator für molekulare Materie) in 15 Außenbereichen der Galaxie NGC 4625. In den Außenbereichen wurden UV-Emissionen registriert, allerdings leuchten sie nur schwach im sichtbaren Spektrum. Aus diesen Informationen leiteten sie den Zusammenhang zwischen der Sternentstehung und der Gasdichte ab.
Sie stellten fest, dass die Aktivität im Allgemeinen mit den gleichen physikalischen Prozessen übereinstimmt, die in den helleren, inneren Regionen der Galaxien ablaufen – ein Ergebnis, das für Theoretiker beruhigend ist. Aber sie fanden auch ein paar Außenbereiche, wo etwas anderes geschah: Dort wurden viel höhere Sternentstehungsraten registriert.
Nun ist molekulares Gas aber nur ein schlechter Indikator für das Alter (weil es Zeit in Anspruch nimmt, um atomare Materie in molekulare Materie umzuwandeln) und die meisten der in dieser Studie untersuchten Regionen sind schätzungsweise zwischen einer und sieben Millionen Jahre alt.
Die Wissenschaftler ziehen daher die Möglichkeit in Betracht, dass zwischen diesen Regionen evolutionäre Effekte ablaufen könnten und erbeten dringend genauere Kohlenstoffmonoxid-Beobachtungen, um eine bessere Analyse durchzuführen.
Abhandlung: “Testing the molecular-hydrogen Kennicutt–Schmidt law in the low-density environments of extended ultraviolet disc galaxies” von Linda C. Watson, Paul Martini, Ute Lisenfeld, Torsten Boker und Eva Schinnerer, MNRAS 455, 1807, 2016.
Quelle: https://www.cfa.harvard.edu/news/su201606
(THK)
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