Feuerwerk im Weltraum? Astronomen vergleichen „Starbursts“ aus einer Galaxie, die sich mitten in der Sternentstehung befindet, mit einem Feuerwerk am 4. Juli. Diese Ausbrüche treten in einem schnellen und wütenden Tempo auf und beleuchten eine Region für kurze Zeit, bevor sie ausgehen. Aber das ist nur ein Teil der Geschichte. Archivierte Daten des Hubble-Weltraumteleskops zeigen, dass Starbursts - intensive Regionen der Sternentstehung - über die gesamte Galaxie streifen und 100-mal länger dauern, als Astronomen dachten. Die längere Dauer kann sich darauf auswirken, wie sich Zwerggalaxien im Laufe der Zeit verändern, und kann daher Aufschluss über die Galaxienentwicklung geben.
Eine Gruppe von Astronomen untersuchte drei Zwerggalaxien, NGC 4163, NGC 4068 und IC 4662. Ihre Entfernungen reichen von 8 Millionen bis 14 Millionen Lichtjahren. Das Trio ist Teil einer Untersuchung von Starbursts in 18 nahe gelegenen Zwerggalaxien.
„Unsere Analyse zeigt, dass die Starburst-Aktivität in einer Zwerggalaxie weltweit stattfindet“, erklärt Kristen McQuinn von der University of Minnesota in Minneapolis und Leiterin der Studie. "Es gibt Taschen mit intensiver Sternentstehung, die sich in der gesamten Galaxie ausbreiten, wie eine Reihe von Feuerwerkskörpern." Laut McQuinn würde die Dauer aller Starburst-Ereignisse in einer einzelnen Zwerggalaxie 200 bis 400 Millionen Jahre betragen.
Diese längeren Zeitskalen liegen weit über den von Astronomen vorgeschlagenen 5 bis 10 Millionen Jahren, die die Sternentstehung in Zwerggalaxien untersucht haben. "Sie betrachteten nur einzelne Cluster und nicht die gesamte Galaxie, daher nahmen sie an, dass Starbursts in Galaxien nur kurze Zeit andauerten", sagt McQuinn.
Zwerggalaxien werden von vielen Astronomen als Bausteine der heutigen großen Galaxien angesehen. Daher ist die Länge der Starbursts wichtig, um zu verstehen, wie sich Galaxien entwickeln.
"Astronomen sind wirklich daran interessiert, die Schritte der Galaxienentwicklung herauszufinden", sagt McQuinn. „Die Erforschung dieser kleineren Galaxien ist wichtig, da nach populärer Theorie große Galaxien aus der Fusion kleinerer Zwerggalaxien entstehen. Das Verständnis dieser kleineren Teile ist daher ein wichtiger Bestandteil beim Ausfüllen dieses Szenarios. “
Mit den hochauflösenden Hubble-Daten konnten McQuinn und ihr Team einzelne Sterne in den Galaxien auswählen und deren Helligkeit und Farbe messen, zwei wichtige Eigenschaften, die Astronomen zur Bestimmung des Sternalters verwenden. Durch die Bestimmung des Alters der Sterne konnten die Astronomen die Starburst-Geschichte in jeder Galaxie rekonstruieren.
Zwei der Galaxien, NGC 4068 und IC 4662, zeigen aktive, brillante Starburst-Regionen in den Hubble-Bildern. Der jüngste Starburst in der dritten Galaxie, NGC 4163, ereignete sich vor 200 Millionen Jahren und ist aus dem Blickfeld verschwunden.
Das Team untersuchte Regionen mit hoher und niedriger Dichte von Sternen und setzte ein Bild der Starbursts zusammen. Die Galaxien machten ein paar Sterne, als etwas, vielleicht eine Begegnung mit einer anderen Galaxie, sie in den Modus der hohen Sternentstehung brachte. Anstatt alle tausend Jahre acht Sterne zu bilden, haben die Galaxien alle tausend Jahre 40 Sterne gebildet, was für eine kleine Galaxie sehr viel ist, sagt McQuinn. Der typische Zwerg ist 10.000 bis 30.000 Lichtjahre breit. Zum Vergleich: Eine normal große Galaxie wie unsere Milchstraße ist etwa 100.000 Lichtjahre breit.
Vor etwa 300 bis 400 Millionen Jahren trat in den äußeren Bereichen der Galaxien eine Sternentstehung auf. Dann begann es nach innen zu wandern, als Explosionen massereicher Sterne eine neue Sternentstehung in angrenzenden Regionen auslösten. Starbursts treten immer noch in den inneren Teilen von NGC 4068 und IC 4662 auf.
Die Gesamtdauer der Starburst-Aktivität hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Gasmenge in einer Galaxie, der Verteilung und Dichte des Gases und dem Ereignis, das den Starburst ausgelöst hat. Eine Fusion oder Interaktion mit einer großen Galaxie könnte beispielsweise ein längeres Starburst-Ereignis erzeugen als eine Interaktion mit einem kleineren System.
McQuinn plant, ihre Studie auf eine weitere größere Stichprobe von mehr als 20 Galaxien auszudehnen. „Wenn wir nahe gelegene Zwerggalaxien untersuchen, in denen wir die Sterne detailliert sehen können, können wir Beobachtungen von Galaxien im fernen Universum interpretieren, in denen Starbursts viel häufiger auftraten, weil Galaxien mehr Gas hatten, mit dem Sterne erzeugt werden konnten“, erklärt McQuinn.
McQuinns Ergebnisse erschienen in der Ausgabe des Astrophysical Journal vom 10. April.
Quelle: HubbleSite
