Vielen Galaxien des Universums erzeugen neue Sterne,
aber keine sind dabei so emsig wie Starburstgalaxien.
Astronomen haben jetzt Hubble benutzt, um einige der kleinsten und zahlreichsten Starburstgalaxien zu untersuchen,
aus einer Zeit, als die meisten Sterne des Universums geboren wurden.
Dies sind die sternenreichen Zwerggalaxien des frühen Universums; und sie sind noch wichtiger als wir gedacht hatten.
Folge 75: Zwerggalaxien, die ganz schön zuschlagen.
Vorgestellt von Dr. J, alias Dr Joe Liske
Das Universum ist voller Sterne. Aber wo kommen sie alle her?
Nun, sie bildeten sich in dichten Gaswoken in den Galaxien
und diesen Prozess können wir auch heute noch beobachten, sowohl in unserer eigenen Galaxis, der Milchstraße, als auch in vielen Galaxien in unserer Nähe.
Wir können sogar messen, wie viele neue Sterne pro Jahr geboren werden.
Nehmen wir jetzt einmal an, dass im Mittel alle Galaxien Sterne mit der aktuellen Geschwindigkeit über die gesamte Lebensdauer des Universums hinweg gebildet haben.
Dann würden wir heute viel weniger Sterne im Universum erwarten als wir tatsächlich beobachten können.
Das bedeutet, dass Galaxien früher Sterne mit viel höherer Geschwindigkeit hervorgebracht haben als heute.
Und tatsächlich, wenn wir sehr weit entfernte Galaxien des frühen Universums betrachten,
können wir sehen, dass sie Sterne mit etwa der zehnfachen Rate erzeugen als Galaxien heute.
Mit der Hilfe von Hubble konnten wir sogar die gesamte Geschichte der Sternentstehung im Universum nachvollziehen.
Und es hat sich gezeigt, dass die meisten Sterne zwischen zwei und sechs Milliarden Jahren nach dem Urknall geboren wurden.
Wir wissen als recht genau, wann die Sterne gebildet wurden.
In dieser Folge widmen wir uns dem "wo" und "wie".
Bilden Galaxien Sterne fortlaufend und kontinuierlich über ihre Lebenszeit hinweg?
Oder in plötzlichen und kurzzeitigen Schüben?
Und beeinflusst die Größe einer Galaxie die Zahl der Sterne, die sie hervorbringt?
Astronomen haben sich Galaxien aus der Jugendzeit des Universums angeschaut, in der Hoffnung auf Antworten auf diese Fragen.
Die am gründlichsten untersuchten Galaxien sind die massereichsten und hellesten, weil diese am einfachsten zu beobachten sind.
Das Ergebnis war, dass die Sternentstehung in diesen riesigen Galaxien einen großen Anteil der Sterne erklären kann, die wir heute sehen.
Aber wir sehen nicht das ganze Bild, wenn wir nur diese Riesengalaxien betrachten. Wir müssen Galaxien aller Größen untersuchen.
Astronomen haben nun Hubble eingesetzt, um einige Zwerggalaxien des frühen Universums zu untersuchen.
Das sind die leichtgewichtigeren Geschwister der Riesengalaxien, die man bisher untersucht hat.
Diese Zwerggalaxien sind leuchtschwach und klein, und daher recht schwer zu untersuchen während man dabei durch das halbe sichtbare Universum schauen muss.
Aber es zeigt sich, dass sich die Mühe lohnt, weil einige dieser Zwerge eine ganz schöne Show abziehen.
Etwa ein Drittel dieser Zwerge haben so schnell Sterne gebildet, dass sie ihre gesamte Sternmasse in nur 150 Millionen Jahren verdoppeln konnten.
Das ist nur ein winziger Bruchteil ihres Alters und das ist wirklich unglaublich schnell,
bedenkt man, dass die meisten normalen Galaxien für eine Verdopplung ihrer Sternmasse Milliarden Jahre benötigen.
Natürlich können diese Zwerge diese unglaublich hohe Sternentstehungsrate nicht sehr lange durchhalten --
sie müssen wohl gerade im Zustand eines kurzlebigen Sternentstehungsbooms sein.
Aber die schiere Anzahl von Zwerggalaxien im gesamten Universum bedeutet, dass diese wilde Sternbildungsaktivität eine gewaltige Anzahl von Sternen hervorbringt.
Aber wie haben sie es geschafft? Wie konnten die Astronomen die Sternbildungsaktivität in diesen ganz schwachen Zwerggalaxien messen?
Nun, sie benutzen Hubble's hochempfindliche Wide Field Kamera 3 in ihrem "Grism Spektroskopie Modus".
Ein Grism ist eine Kombination aus einem Gitter und einem Prisma und zerlegt das Licht einer Galaxie in seine Farbbestandteile, einem Spektrum.
Der Trick ist, dass dies extrem effizient geschieht, wobei kaum ein Photon verloren geht, und das auch noch gleichzeitig für viele Galaxien in einer einzigen Beobachtung.
Nachdem wir jetzt ein Spektrum haben, können wir nach dem Licht suchen, das vom Wasserstoffgas der Galaxie ausgestrahlt wird.
Wenn gerade in der Galaxie Sterne in der Entstehung sind, dann heizen die neugeborenen Sterne das Wasserstoffgas auf und bringen es zum Leuchten.
Und ganz wichtig: Das ganze Licht des Wasserstoffs wird nur in wenigen, ganz schmalen Spektrallinien ausgesandt,
und diese sind viel leichter zu beobachten als das schwache Licht der Sterne selbst.
Und der Clue ist, dass die Menge des Lichts in nur einer dieser Linien uns genau verrät, wie viel Sternentstehung in der Galaxie gerade vor sich geht.
Die Suche und Analyse unterschiedlich großer Starburstgalaxien
liefert uns neue Erkenntnisse über die Entstehungsgeschichte des Universums und hilft uns, die Geheimnisse der Galaxienentwicklung zu lüften.
Noch können wir nicht sicher sagen, welche Prozesse die Sternenstehung in diesen Zwerggalaxien so stark anregen.
Im Grunde kann ein Starburst durch eine ganze Reihe von Ereignissen in der jüngeren Vergangenheit einer Galaxie ausgelöst werden.
Zum Beispiel eine Verschmelzung mit einer anderen Galaxie oder auch nur die Gezeitenkräfte bei einem nahen Vorbeiflug,
oder die Stoßwelle einer Supernova.
Für unsere Stichprobe von "boomenden" Zwerggalaxien des frühen Universums wissen wir einfach nicht, was der Auslöser war.
Wir wissen nur, dass man nicht groß sein muss, um einen Sternenstehungsboom abzubekommen.
Ich bin Dr J von Hubblecast. Wieder einmal hat uns die Natur weit über unsere kühsten Vorstellungen hinaus überrascht.
Hubblecast wird produziert von ESA/Hubble an der Europäischen Südsternwarte in Deutschland.
Die Hubble Mission ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen Nasa und der European Space Agency.
www.spacetelescope.org
Untertitel von ESA/Hubble. Übersetzung: Norbert Vorstädt.