Winzige Kristalle in gewalttätigen Galaxien

Die Illustration eines Künstlers zeigt die grünlichen winzigen Kristalle, die über den Kern eines Paares kollidierender Galaxien verteilt sind. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
Das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA hat eine seltene Population kollidierender Galaxien beobachtet, deren verwickelte Herzen in winzige Kristalle gehüllt sind, die an zerkleinertes Glas erinnern.

Die Kristalle sind im Wesentlichen Sand- oder Silikatkörner, die wie Glas geformt wurden, wahrscheinlich im Sternäquivalent von Öfen. Dies ist das erste Mal, dass Silikatkristalle in einer Galaxie außerhalb unserer eigenen nachgewiesen wurden.

"Wir waren überrascht, so empfindliche, kleine Kristalle in den Zentren einiger der gewalttätigsten Orte des Universums zu finden", sagte Dr. Henrik Spoon von der Cornell University, Ithaca, NY. Er ist Erstautor eines Papiers über die Forschung in die Ausgabe vom 20. Februar des Astrophysical Journal. "Kristalle wie diese können leicht zerstört werden, aber in diesem Fall werden sie wahrscheinlich von massiven, sterbenden Sternen schneller aufgewirbelt, als sie verschwinden."

Die Entdeckung wird den Astronomen letztendlich helfen, die Entwicklung der Galaxien, einschließlich unserer Milchstraße, die in Milliarden von Jahren mit der nahe gelegenen Andromeda-Galaxie verschmelzen wird, besser zu verstehen.

"Es ist, als ob im Zentrum der Verschmelzung von Galaxien ein riesiger Staubsturm stattfindet", sagte Dr. Lee Armus, Mitautor des Papiers vom Spitzer Science Center der NASA am California Institute of Technology in Pasadena. "Die Silikate werden aufgewirbelt und wickeln die Kerne der Galaxien in riesige, staubige Glasdecken."

Silikate benötigen wie Glas Wärme, um sich in Kristalle umzuwandeln. Die edelsteinartigen Partikel befinden sich in der Milchstraße in begrenzten Mengen um bestimmte Arten von Sternen, wie z. B. unsere Sonne. Auf der Erde funkeln sie an Sandstränden, und nachts kann man sehen, wie sie mit anderen Staubpartikeln als Sternschnuppen in unsere Atmosphäre eindringen. Kürzlich wurden die Kristalle auch von Spitzer im Kometen Tempel 1 beobachtet, der von der Deep Impact-Sonde der NASA getroffen wurde (http://www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2005-18/release.shtml).

Die von Spitzer beobachteten kristallbeschichteten Galaxien unterscheiden sich stark von unserer Milchstraße. Diese hellen und staubigen Galaxien, die als ultraluminöse Infrarotgalaxien oder „Ulirgs“ bezeichnet werden, schwimmen in Silikatkristallen. Während ein kleiner Teil der Ulirgs nicht klar genug gesehen werden kann, um charakterisiert zu werden, bestehen die meisten aus zwei spiralförmigen Galaxien, die sich zu einer verschmelzen. Ihre durcheinandergebrachten Kerne sind hektische Orte, die oft von massiven, neugeborenen Sternen platzen. Einige Ulirgs werden von zentralen supermassiven Schwarzen Löchern dominiert.

Woher kommen also alle Kristalle? Astronomen glauben, dass die massiven Sterne in den Zentren der Galaxien die Haupthersteller sind. Laut Spoon und seinem Team haben diese Sterne die Kristalle wahrscheinlich sowohl vor als auch beim Auseinanderbrechen in feurigen Explosionen, sogenannten Supernovae, abgeworfen. Aber die zarten Kristalle werden nicht lange da sein. Die Wissenschaftler sagen, dass Partikel von Supernova-Explosionen die Kristalle bombardieren und wieder in eine formlose Form umwandeln. Dieser ganze Prozess wird als relativ kurzlebig angesehen.

"Stellen Sie sich zwei Mehlwagen vor, die ineinander stoßen und eine vorübergehende weiße Wolke aufwirbeln", sagte Spoon. "Bei Spitzer sehen wir eine temporäre Wolke aus kristallisierten Silikaten, die entsteht, wenn zwei Galaxien zusammenschlagen."

Spitzers Infrarotspektrograph entdeckte die Silikatkristalle in 21 von 77 untersuchten Ulirgs. Die 21 Galaxien sind zwischen 240 Millionen und 5,9 Milliarden Lichtjahre entfernt und über den Himmel verstreut. Spoon sagte, dass die Galaxien höchstwahrscheinlich genau zum richtigen Zeitpunkt gefangen wurden, um die Kristalle zu sehen. Die anderen 56 Galaxien könnten die Substanz aufwirbeln, oder die Substanz könnte sich bereits niedergelassen haben.

Andere Autoren dieser Arbeit sind Dr. A.G.G.M. Tielens und J. Cami vom Ames Research Center der NASA, Moffett Field, Kalifornien; Drs. G.C. Sloan und Jim R. Houck von Cornell; B. Sargent von der University of Rochester, NY; Dr. V. Charmandaris von der Universität von Kreta, Griechenland; und Dr. B.T. Soifer vom Spitzer Science Center.

Das Jet Propulsion Laboratory verwaltet die Spitzer-Weltraumteleskop-Mission für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Wissenschaftliche Operationen werden im Spitzer Science Center durchgeführt. JPL ist ein Geschäftsbereich von Caltech. Spitzers Infrarotspektrograph wurde von der Cornell University, Ithaca, New York, gebaut. Seine Entwicklung wurde von Dr. Jim Houck geleitet.

Originalquelle: NASA-Pressemitteilung

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