Herschel liefert neue Erkenntnisse zur Entstehung von Sternen im frühen Universum
Sind Sterne das Ergebnis gigantischer kosmischer Kollisionen von Galaxien, oder entstehen sie eher in kontinuierlichen und langsamen Prozessen? Beobachtungen von über 1.000 Galaxien mit dem Weltraumteleskop Herschel der Europäischen Weltraumorganisation ESA liefern Aufschluss über 11 Milliarden Jahre kosmischer Entwicklung und können nun die Antwort auf diese lange bestehende Frage liefern. Herschel, das seit Mai 2009 in Betrieb ist, ist ein hochempfindliches Weltraumteleskop, das im fernen Infrarot- und Submillimeterbereich des elektromagnetischen Spektrums arbeitet. Mit ihm kann Licht ferner, lichtschwacher Galaxien aus der frühen Entstehungszeit aufgefangen und ausgewertet werden. Die Aufzeichnungen begannen im Juli 2009, und die neuen Bilder zeigen, wie in diesen entfernten Galaxien Sterne entstanden. Ein Stern beginnt, sich innerhalb einer Gas- und Staubwolke in einem dichten Kokon aus Staub zu formieren, die ihn bis zum Moment seiner Geburt umhüllt. In dem prästellaren Kern, wie der Fachterminus für diese Art Kokon lautet, wird durch die Schwerkraft Gas und Staub in das Zentrum des Klumpens gesogen. Dadurch heizt sich das Gas auf und die Hitze strahlt in den Raum ab, bevor es zum Kollaps der Gaswolke kommt und der Stern entsteht. Heutzutage verläuft die Sternentstehung eher gemächlich, zumindest schließen dies die Astronomen aus der Beobachtung von Galaxien in unserem heutigen Universum. Hin und wieder jedoch kommt es durch Kollisionen großer Galaxien zu heftigen Sternentstehungsphasen, so dass sich deren Anzahl mit einem Schlag deutlich erhöht. War dies aber auch in der Vergangenheit so? Kam es in Galaxien tatsächlich zur vermehrten Entstehung von Sternen oder verlief der Prozess langsam und stetig? Mit dem großen Weltraumteleskop Herschel, das einen Spektralbereich mit sehr großen Wellenlängen abdeckt, gelang den Forschern ein Blick weit zurück in die Vergangenheit des Universums. Er sollte ihnen helfen, der Lösung für die lange offene Frage näher zu kommen. Dr. David Elbaz und seine Kollegen vom französischen Kommissariat für Kernenergie und alternative Energien (CEA) in Saclay haben durch Auswertung der Herschel-Daten festgestellt, dass Kollisionen von Galaxien in der Vergangenheit als Auslöser von Sternentstehung eine nur geringe Rolle gespielt haben, obwohl in der frühen Geschichte des Universums häufiger Kollisionen stattfanden als in neueren Epochen. "Nur in Galaxien, in denen sich nicht sowieso schon eine große Menge an Gas befindet, benötigt man eine Kollision, um hohe Sternentstehungsraten zu bekommen", erläutert Elbaz. "Galaxien, in denen schnell neue Sterne entstehen, sind meist nur eine vergrößerte Version "normaler" Galaxien wie unserer Milchstraße." Die Studie verwendete die tiefsten Aufnahmen des Herschel-Teleskops von zwei kleinen, ausgewählten Regionen des Nachthimmels, die als Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) Nord und Süd bezeichnet werden. Da sich dort keine sehr hellen Sterne befinden und auch die Milchstraße nicht durch helle Emissionen die Beobachtungen stört, lässt sich an ihnen sehr gut die Entwicklung von Galaxien nachvollziehen. Die Astronomen verglichen die gesamte Infrarotstrahlung der Galaxien, mit der die Sternentstehungsrate quantifiziert wird, mit deren Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich um 8 æm. Diese Wellenlänge, die durch die kohlenstoffreichen Staubkörner im interstellaren Raum zustande kommt, ist ein guter Indikator für die räumliche Ausdehnung von Regionen, in denen Sterne entstehen. Die Studie zeigte, dass die meisten Galaxien (80%) eine enge Korrelation zwischen diesen beiden Infrarotindikatoren aufweisen, und zwar unabhängig von ihrer Entfernung oder Gesamthelligkeit. Weiterhin entstehen weit weniger Sterne durch Kollisionen (nur 20%), zumindest war dies in allen beobachteten Regionen der Fall. "Herschel wurde geplant, um die Geschichte der Sternentstehung im Universum zu erforschen", so Göran Pilbratt, Herschel-Projektwissenschaftler bei ESA. "Die Debatte um den Beitrag von Kollisionen zur Entstehung von Sternen wird seit Jahrzehnten geführt, und diese neuen Beobachtungen verändern nun unser Bild von der Geschichte des Universums."Weitere Informationen finden Sie unter: Europäische Weltraumorganisation (ESA): http://www.esa.int/ Astronomy & Astrophysics (A&A): http://www.aanda.org/
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