Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Früher Babyboom im Universum

29.01.2014
Galaxien wachsen, indem sich in ihnen weitere Sterne bilden.

Die „Geburtenrate“ war während der Entwicklung des Universums jedoch nicht gleichmäßig: Für besonders schwere Galaxien folgte auf einen frühen Boom kurz nach dem Urknall rasch eine Stagnation, wie ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Bonn nun herausfand.


Die Grafik zeigt die evolutionäre Sequenz des Wachstums massereicher elliptischer Galaxien über 13 Milliarden Jahre (ca. 700 Millionen Jahre nach dem Urknall, ganz rechts im Bild).

(c) Bildquelle: NASA, ESA, S. Toft (Niels Bohr Institut Kopenhagen), A. Karim (Argelander-Institut für Astronomie) und A. Feild (Space Telescope Science Institute)

Anschließend nahmen diese Schwergewichte dennoch weiter zu, allerdings nicht mehr durch eigenen Nachwuchs, sondern quasi als kosmische Räuber, die sich kleinere Zusammenballungen von Sternen einverleiben. Im „Astrophysical Journal“ werden die Ergebnisse nun vorgestellt.

Der Blick in den Nachthimmel zeigt es: Die Sterne sind nicht gleichmäßig verteilt, sondern bilden zahlreiche Galaxien, die zum Teil wie etwa die Andromeda-Galaxie mit dem Fernglas zu erkennen sind. Die Ansammlungen aus Sternen, Planetensystemen sowie Gas- und Staubwolken haben sich seit dem Urknall vor etwa 13,7 Milliarden Jahren jedoch nicht kontinuierlich entwickelt. „Wir sehen im sehr frühen Universum vor zehn bis elf Milliarden Jahren bereits sehr massereiche und kompakte Galaxien, die ihr rapides Wachstum rasch beendet haben“, sagt Dr. Alexander Karim vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn. Die Wissenschaft rätselte bislang darüber, wie diese frühen Galaxien entstanden sind und wie sie sich weiterentwickelt haben.

Eine Antwort auf diese Frage gibt nun die Studie eines internationalen Forscherteams aus Dänemark, England, USA, Schottland, Belgien, der Schweiz und Frankreich. Vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn waren Dr. Benjamin Magnelli, Dr. Karim und Dr. Vernesa Smolcic beteiligt, die nun an der Universität Zagreb (Kroatien) forscht. Zur Rekonstruktion der Galaxienentwicklung nutzten die Wissenschaftler die Aufzeichnungen von rund einem Dutzend der weltweit führenden Teleskope einschließlich des Hubble-Weltraumteleskops. Sämtliche Teleskope fokussierten einen bestimmten Himmelsauschnitt: das sogenannte COSMOS-Feld. „Mit zusätzlichen Teleskop-Messungen konnten wir dort sogar besonders tief ins Verborgene des frühen Universums blicken“, sagt Dr. Karim.

Ein „Daumenkino“ zeigt die verschiedenen Entwicklungsstadien

Was auf den ersten Blick wie ein wildes Durcheinander verschiedener Himmelstrukturen aussieht, lösten die Forscher in einzelne Bilder auf, die jeweils die Galaxien in einem bestimmten Abstand zur Erde zeigen. Dabei gilt: Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto länger war auch ihr Licht zu uns unterwegs, so dass jede Galaxie für die Astronomen stets ein Fenster zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit des Universums darstellt. Anhand der Teleskopaufzeichnungen untersuchten die Astronomen jeweils die Struktur, die Entfernung und das Alter der Galaxien und ordneten sie verschiedenen Entwicklungsstadien zu. „Wenn wir diese Einzelbilder aus unterschiedlichen Epochen des Universums hintereinander betrachten, können wir die Entwicklung der Galaxien wie in einem Daumenkino nachvollziehen“, berichtet Dr. Karim.

Auf die Boom-Phase folgte rasch die Stagnation

Dabei zeigte sich, dass es rund eine bis anderthalb Milliarden Jahre nach dem Urknall tatsächlich genügend Galaxien gab, die in der Lage waren, in einer kosmisch kurzen Zeitspanne von ein bis zwei Milliarden Jahren so große Mengen an Sternen zu gebären, dass sie sich anschließend in die massereichen und kompakten Galaxien auswachsen konnten. Diesen „kosmischen Babyboom“ führen die Astronomen darauf zurück, dass es in dieser frühen Phase kollisionsreiche Begegnungen jeweils zweier sehr gas- und staubreicher Galaxien gab.

„Während solcher kosmischer Elefantenhochzeiten herrschen ideale Voraussetzungen für die Geburt von Sternen“, sagt der Forscher des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn. Auf die Boom-Phase folgte offenbar rasch die Stagnation: Die „Geburtenrate“ in diesen frühen Galaxien ließ stark nach. Die schon schweren, aber noch kompakten Galaxien sind aber im Lauf der Jahrmilliarden erwachsen geworden. Auch heute noch befinden sich viele dieser nach wie vor größten aller Galaxien im Wachstum - allerdings nicht mehr vorrangig durch eigenen Nachwuchs. „Diese inzwischen passiv gewordenen großen Galaxien verleiben sich kleinere Galaxien ein und werden durch diese »kosmischen Raubzüge« immer größer“, sagt Dr. Karim.

Publikation: Sub-millimeter galaxies as progenitors of compact quiescent galaxies, Astrophysical Journal, DOI: 10.1088/0004-637X/782/2/68

Kontakt:

Dr. Alexander Karim
Argelander-Institut für Astronomie
der Universität Bonn
Tel. 0228/733668
E-Mail: karim@astro.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht MADMAX: Ein neues Experiment zur Erforschung der Dunklen Materie
20.10.2017 | Max-Planck-Institut für Physik

nachricht Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung
20.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise