Die hellsten Galaxien im Universum waren unsichtbar … bis jetzt

Hubble-Bilder von sechs Starburst-Galaxien, die erstmals vom Herschel Space Observatory der ESA gefunden wurden (Keck-Daten jeweils blau dargestellt)

Viele der hellsten und aktivsten sternbildenden Galaxien im Universum waren von Observatorien auf der Erde nicht nachweisbar und wurden von dicken Wolken aus undurchsichtigem Staub und Gas verborgen. Dank des Herschel-Weltraumobservatoriums der ESA, das das Universum im Infrarot betrachtet, wurde kürzlich eine enorme Menge dieser „Starburst“ -Galaxien entdeckt, sodass Astronomen ihre Entfernungen mit den Zwillingsteleskopen von Hawaiis W.M. Keck-Observatorium. Was sie fanden, ist ziemlich überraschend: Mindestens 767 bisher unbekannte Galaxien, von denen viele neue Sterne mit unglaublichen Raten erzeugen.

Obwohl diese neu gefundenen Galaxien bei optischen Wellenlängen nahezu unsichtbar sind, leuchten sie im fernen Infrarot hell und machen sie für Herschel sichtbar, der selbst durch die dichtesten Staubwolken blicken kann. Sobald die Astronomen wussten, wo sich die Galaxien befinden, konnten sie sie mit Hubble und vor allem mit den beiden 10-Meter-Keck-Teleskopen – den beiden größten optischen Teleskopen der Welt – anvisieren.

Indem mit den Keck-Teleskopen buchstäblich Hunderte von Stunden Spektraldaten über die Galaxien gesammelt wurden, konnten Schätzungen ihrer Entfernungen sowie ihrer Temperaturen und der Häufigkeit der Geburt neuer Sterne in ihnen ermittelt werden.

„Während einige der Galaxien in der Nähe sind, sind die meisten sehr weit entfernt. Wir haben sogar Galaxien gefunden, die so weit entfernt sind, dass ihr Licht 12 Milliarden Jahre gebraucht hat, um hierher zu gelangen. Wir sehen sie also, als das Universum erst ein Neuntel seines gegenwärtigen Alters war “, sagte Dr. Caitlin Casey, Hubble-Stipendiat an der UH Manoa Institut für Astronomie und leitender Wissenschaftler an der Umfrage. "Jetzt, da wir eine ziemlich gute Vorstellung davon haben, wie wichtig diese Art von Galaxie für die Bildung einer großen Anzahl von Sternen im Universum ist, besteht der nächste Schritt darin, herauszufinden, warum und wie sie sich gebildet haben."

Eine Darstellung der Verteilung von fast 300 Starbursts in einem Sichtfeld von 1,4 x 1,4 Grad.

Die Galaxien, von denen viele in den frühen Stadien ihrer Entstehung beobachtet wurden, produzieren neue Sterne mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 500 pro Jahr – mit einem Massenäquivalent von mehreren tausend Sonnen – daher der Spitzname „Starburst“ -Galaxie. Im Vergleich dazu bringt die Milchstraße nur ein oder zwei Sonnenmassensterne pro Jahr zur Welt.

Der Grund für diese Explosion der Sternentstehung in diesen Galaxien ist unbekannt, aber es wird angenommen, dass Kollisionen zwischen jungen Galaxien die Ursache sein könnten.

Eine andere Möglichkeit ist, dass Galaxien im frühen Universum viel mehr Gas und Staub hatten, was viel höhere Sternentstehungsraten ermöglichte als heute.

"Es ist ein heiß diskutiertes Thema, das Details über die Form und Rotation der Galaxien erfordert, bevor es gelöst werden kann", sagte Dr. Casey.

Dennoch ist die Entdeckung dieser „verborgenen“ Galaxien ein wichtiger Schritt vorwärts, um die Entwicklung der Sternentstehung im Universum zu verstehen.

„Unsere Studie bestätigt die Bedeutung von Starburst-Galaxien in der kosmischen Geschichte der Sternentstehung. Modelle, die versuchen, die Bildung und Entwicklung von Galaxien zu reproduzieren, müssen diese Ergebnisse berücksichtigen. “

– Dr. Caitlin Casey, Hubble-Stipendiat am UH Manoa Institute for Astronomy

"Zum ersten Mal konnten wir Entfernungen, Sternentstehungsraten und Temperaturen für einen brandneuen Satz von 767 zuvor nicht identifizierten Galaxien messen", sagte Dr. Scott Chapman, Mitautor der Studien. „Die vorherige ähnliche Untersuchung entfernter Infrarot-Starbursts umfasste nur 73 Galaxien. Das ist eine enorme Verbesserung. “

Die Papiere mit den Ergebnissen wurden heute online in der veröffentlicht Astrophysikalisches Journal.

Quellen: W.M. Artikel des Keck Observatory und Pressemitteilung der ESA.

Bildnachweis: ESA – C. Carreau / C. Casey (Universität von Hawaii); COSMOS-Feld: ESA / Herschel / SPIRE / HerMES-Schlüsselprogramm; Hubble-Bilder: NASA, ESA. Einschub mit freundlicher Genehmigung des W. M. Keck Observatory.

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