Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Große Galaxien sterben von innen nach außen

17.04.2015

Beobachtungen mit dem VLT und Hubble zeigen, dass die Sternentstehung zuerst im Zentrum von elliptischen Galaxien aufhört

Astronomen ist es erstmals gelungen zu zeigen, wie die Sternentstehung in „toten“ Galaxien vor Milliarden von Jahren ins Stottern kam. Mit dem Very Large Telescope der ESO und des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA konnten die Wissenschaftler enthüllen, dass drei Milliarden Jahre nach dem Urknall zwar noch Sterne im Außenbereich dieser Galaxien entstanden, aber nicht mehr im Inneren.

Scheinbar ließ die Sternentstehung zuerst im Kern der Galaxien nach und breitete sich dann in die äußeren Bereiche aus. Die Ergebnisse werden in der Ausgabe vom 17. April 2015 in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Ein wichtiges astrophysikalisches Rätsel basiert auf der Frage, wie massereiche, inaktive elliptische Galaxien, die im heutigen Universum sehr häufig sind, ihre einst hohe Sternentstehungsrate zum Erliegen gebracht haben.

Solch riesige Galaxien, die aufgrund ihrer Form oft auch als Sphäroide bezeichnet werden, sind typischerweise in den zentralen Regionen zehnmal so dicht mit Sternen besiedelt wie unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, und haben auch etwa die zehnfache Masse.

Astronomen bezeichnen diese großen Galaxien als rot und tot, da sie eine Fülle von alten, roten Sternen, aber nur wenige junge, blaue Sterne und keinerlei Anzeichen von Sternentstehung aufweisen.

Das geschätzte Alter der roten Sterne legt nahe, dass ihre Heimatgalaxie vor etwa zehn Milliarden Jahren aufgehört hat, neue Sterne zu bilden, direkt am höchsten Punkt der Sternentstehungsrate im Universum, als viele Galaxien noch mit einer zwanzig Mal höheren Geschwindigkeit Sterne gebaren als heutzutage.

„Massereiche tote elliptische Galaxien enthalten etwa die Hälfte aller Sterne, die im Universum während seiner gesamten Existenz entstanden sind“, erklärt Sandro Tacchella von der ETH Zürich in der Schweiz, Erstautor des Artikels. „Wir können nicht behaupten zu verstehen, wie sich das Universum entwickelt hat und zu dem wurde, was wir heute von ihm sehen, bis wir wissen, wie diese Galaxien sich entwickelt haben.“

Tacchella und seine Kollegen beobachteten insgesamt 22 Galaxien aus einer Ära etwa 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall [1], deren Masse eine ganze Bandbreite umfasst. Das SINFONI-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der ESO sammelte Licht von dieser Auswahl an Galaxien und zeigte präzise, wo sie Sterne am laufenden Band produzierten. SINFONI konnte diese detaillierten Messungen der fernen Galaxien nur dank seines Systems adaptiver Optik machen, das die störenden Effekte aus der Erdatmosphäre größtenteils beseitigt.

Das NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskop richteten die Wissenschaftler ebenfalls auf diese Auswahl an Galaxien, um die störenden Auswirkungen der Atmosphäre zu umgehen. Hubbles WFC3-Kamera schoss Bilder im Nahinfraroten, um die räumliche Verteilung von älteren Sternen innerhalb der Galaxien mit aktiver Sternentstehung deutlich zu machen.

„Es ist unglaublich beeindruckend, wie SINFONIs System adaptives Optik atmosphärische Effekte weitestgehend ausschalten und Information darüber sammeln kann, wo neue Sterne geboren werden, und das mit genau derselben Präzision, die Hubble für die Bestimmung der Massenverteilung der Sterne erlaubt“, ergänzt Marcella Carollo, ebenfalls von der ETH Zürich und Koautorin der Studie.

Den neuen Daten nach hielten die massereichsten Galaxien in der Stichprobe eine stetige Produktion neuer Sterne in ihren Außenbezirken aufrecht. In ihrem wulstigen, dichtgepackten Zentrum hatte die Sternentstehung allerdings bereits gestoppt.

„Das jetzt nachgewiesene Stoppen der Sternentstehung in massereichen Galaxien von innen nach außen wirft ein neues Licht auf die grundlegenden Mechanismen, die daran beteiligt sind. Das ist etwas, worüber Astronomen lange gestritten haben“, erläutert Alvio Renzini vom INAF - Osservatorio Astronomico di Padova.

Eine gängige Theorie besagt, dass sternbildende Materie von dem reißenden Energiestrom zerstreut wird, der von dem im Zentrum einer Galaxie befindlichen supermassereichen Schwarzen Loch stammt, das Materie in sich hineinschaufelt. Eine andere Idee besagt, dass der Zufluss von frischem Gas in die Galaxie stoppt und deshalb die Galaxie regelrecht verhungert, da der Nachschub für die Entstehung neuer Sterne fehlt und sich die Galaxie infolgedessen in einen roten und toten Sphäroiden verwandelt.

„Es gibt viele unterschiedlichen theoretischen Vorschläge für den physikalischen Mechanismus, der zum Tod der massereichen elliptischen Galaxien führte“ schließt Koautorin Natascha Förster Schreiber vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. „Die Entdeckung dass die Sternentstehung vom Zentrum ausgehend nach außen verlöscht ist, ist enorm wichtig für das Verständnis dafür, wie es dazu kam, dass das Universum so aussieht, wie es heute der Fall ist.“

Endnoten

[1] Das Alter des Universums beträgt etwa 13,8 Milliarden Jahre, so dass die Galaxien, die von Tacchella und seinen Kollegen untersucht wurden, im Allgemeinen über 10 Milliarden Jahre alt sind.

Weitere Informationen

Die hier vorgestellten Ergebnisse von  S. Tacchella et al. erscheinen am 17. April 2015 unter dem Titel „Evidence for mature bulges and an inside-out quenching phase 3 billion years after the Big Bang” in der Zeitschrift Science.

Die beteiligten Wissenschaftler sind Sandro Tacchella (ETH Zürich, Schweiz), Marcella Carollo (ETH Zürich), Alvio Renzini (INAF, Padua, Italien), Natascha Förster Schreiber (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching), Philipp Lang (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Stijn Wuyts (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik), Giovanni Cresci (INAF), Avishai Dekel (The Hebrew University, Israel), Reinhard Genzel (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und University of California, Berkeley, USA), Simon Lilly (ETH Zürich), Chiara Mancini (Italian National Institute of Astrophysics), Sarah Newman (University of California, Berkeley, USA), Masato Onodera (ETH Zürich), Alice Shapley (University of California, Los Angeles, USA), Linda Tacconi (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching), Joanna Woo (ETH Zürich) und Giovanni Zamorani (INAF, Bologna, Italien).

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Sandro Tacchella
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tel: +41 44 633 6314
Mobil: +41 76 480 7963
E-Mail: sandro.tacchella@phys.ethz.ch

Marcella Carollo
ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tel: +41 797 926 581
E-Mail: marcella@phys.ethz.ch

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1516.

Dr. Carolin Liefke | ESO-Media-Newsletter
Weitere Informationen:
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1516/?nolang

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge
23.05.2018 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Quantenverschränkung auf den Kopf gestellt
22.05.2018 | Universität Innsbruck

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: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Im Focus: LZH showcases laser material processing of tomorrow at the LASYS 2018

At the LASYS 2018, from June 5th to 7th, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will be showcasing processes for the laser material processing of tomorrow in hall 4 at stand 4E75. With blown bomb shells the LZH will present first results of a research project on civil security.

At this year's LASYS, the LZH will exhibit light-based processes such as cutting, welding, ablation and structuring as well as additive manufacturing for...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

23.05.2018 | Messenachrichten

Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

23.05.2018 | Messenachrichten

PM des MCC: CO2-Entzug aus Atmosphäre für 1,5-Grad-Ziel unvermeidbar

23.05.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics