Hast du einen Teenager? Dann kennen Sie die Geschichte. Und wenn Sie schon dabei sind, braucht ihr Auto Benzin. Anscheinend gibt es einen Grund für das Wort "universell", weil Galaxien im Teenageralter nicht viel anders sind. Dank einiger neuer Studien, die mit dem Very Large Telescope der ESO durchgeführt wurden, konnten Astronomen jugendliche Galaxien und ihre „Ernährungsgewohnheiten“ während ihrer Entwicklung genauer untersuchen. Etwa 3 bis 5 Milliarden Jahre nach dem Urknall waren sie am glücklichsten, wenn sie nur mit Gas versorgt wurden, aber später entwickelten sie einen unersättlichen Appetit… auf kleinere Galaxien!
Wissenschaftler sind sich seit langem bewusst, dass frühe Galaxienstrukturen viel kleiner waren als die großen Spiralen und kräftigen Ellipsentrainer, die das gegenwärtige Universum füllen. Es ist jedoch ein Rätsel geblieben, genau herauszufinden, wie Galaxien an Gewicht zunehmen - und woher die Massenversorgung stammt. Jetzt hat eine internationale Gruppe von Astronomen mehr als hundert Stunden Beobachtungen mit dem VLT durchgeführt, um festzustellen, wie sich gasreiche Galaxien entwickelt haben.
"Zwei verschiedene Arten des Wachstums von Galaxien konkurrieren miteinander: gewaltsame Verschmelzungsereignisse, wenn größere Galaxien kleinere fressen, oder ein sanfterer und kontinuierlicher Gasfluss auf Galaxien." erklärt Teamleiter Thierry Contini (IRAP, Toulouse, Frankreich). "Beides kann dazu führen, dass viele neue Sterne entstehen."
Das Unternehmen ist MASSIV - die Massenversammlungsumfrage mit dem VIsible Imaging Multi-Object Spectrograph, einer leistungsstarken Kamera und einem Spektrographen auf dem VLT. Es ist eine unglaubliche Ausrüstung zur Messung der Entfernung und der Eigenschaften der untersuchten Galaxien. Die Vermessung wurde nicht nur im nahen Infrarot beobachtet, sondern es wurden auch ein integraler Feldspektrograph und eine adaptive Optik verwendet, um die Bilder zu verfeinern. Dies ermöglicht es Astronomen, Bewegungen und Inhalte der inneren Galaxie abzubilden und Raum für einige sehr überraschende Ergebnisse zu lassen.
„Für mich war die größte Überraschung die Entdeckung vieler Galaxien ohne Rotation ihres Gases. Solche Galaxien werden im nahe gelegenen Universum nicht beobachtet. Keine der aktuellen Theorien sagt diese Objekte voraus “, sagt Benoît Epinat, ein weiteres Mitglied des Teams.
"Wir hatten auch nicht erwartet, dass so viele der jungen Galaxien in der Umfrage schwerere Elemente in ihren äußeren Teilen konzentrieren würden - dies ist genau das Gegenteil von dem, was wir heute in Galaxien sehen", fügt Thierry Contini hinzu.
Diese Ergebnisse deuten auf eine große Veränderung während der galaktischen „Teenagerjahre“ hin. Irgendwann im jungen Universum war ein reibungsloser Gasfluss ein beträchtlicher Baustein - aber Fusionen spielten später eine wichtigere Rolle.
„Um zu verstehen, wie Galaxien gewachsen sind und sich entwickelt haben, müssen wir sie so detailliert wie möglich betrachten. Das SINFONI-Instrument auf ESOs VLT ist eines der leistungsstärksten Werkzeuge der Welt, um junge und entfernte Galaxien zu zerlegen. Es spielt die gleiche Rolle wie ein Mikroskop für einen Biologen “, fügt Thierry Contini hinzu.
Das Team plant, diese Galaxien mit zukünftigen Instrumenten auf dem VLT weiter zu untersuchen und ALMA zu verwenden, um das kalte Gas in diesen Galaxien zu untersuchen. Ihre Arbeit mit Gas ist jedoch nicht die einzige "Station" auf dem Block. In einer separaten Studie unter der Leitung von Kate Rubin (Max-Planck-Institut für Astronomie) wurde das Keck I-Teleskop auf Mauna Kea, Hawaii, verwendet, um Gas zu untersuchen, das mit hundert Galaxien in Entfernungen zwischen 5 und 8 Milliarden Lichtjahren assoziiert ist - je älter Jugendliche. Sie haben erste Hinweise darauf gefunden, dass Gas in ferne Galaxien zurückfließt, die aktiv neue Sterne bilden.
Anscheinend findet Materie wie ein Teenager mit den Knabbereien ihren Weg in diese galaktischen Bäuche. Eine Fütterungstheorie ist ein Zufluss aus riesigen Gasspeichern niedriger Dichte, die die intergalaktischen Hohlräume füllen. Eine andere ist ein riesiger Kreislauf der kosmischen Materie. Obwohl es nur sehr wenige Beweise gibt, die eine dieser Hypothesen stützen, wurde beobachtet, dass Gase von einigen Galaxien wegströmen und von verschiedenen Quellen - wie Supernovae-Ereignissen oder Gruppenzwang von gigantischen Sternen - vermischt werden können.
„Wenn dieses Gas wegdriftet, wird es von der Schwerkraft der Galaxie zurückgezogen und könnte in Zeitskalen von ein bis mehreren Milliarden Jahren wieder in dieselbe Galaxie eintreten. Dieser Prozess könnte das Rätsel lösen: Das Gas, das wir in Galaxien finden, ist möglicherweise nur etwa die Hälfte des Rohmaterials, das als Brennstoff für die Sternentstehung dient. “ sagt Dr. Rubin. „Während des Transports werden große Mengen Gas aufgefangen, die jedoch zu gegebener Zeit wieder in die Galaxie gelangen werden. Addieren Sie das Gas der Galaxie und das Gas, das derzeit kosmisch recycelt wird, und es gibt genügend Rohstoff, um die beobachteten Sternentstehungsraten zu berücksichtigen. “
Es könnte durchaus ein Fall von kosmischem Recycling sein ... aber ich würde mich sicherer fühlen, wenn ich meine Kekse verstecke.
Original-Story-Quellen: ESO-Pressemitteilung und MPIA Science-Pressemitteilung. Zur weiteren Lektüre: Forschungspapier 1, Forschungspapier 2, Forschungspapier 3 und Forschungspapier 4.
