Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sternenmusik aus fernen Galaxien

21.02.2017

Ein Forscherteam unter der Leitung von Fatemeh Tabatabaei vom IAC Teneriffa, mit Beteiligung von Astronomen vom MPIfR Bonn und vom MPIA Heidelberg, hat die Radiostrahlung einer großen Anzahl von 52 Galaxien jeweils bei mehreren Wellenlängen mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg gemessen. Diese Galaxien wurden aus der sogenannten KINGFISH-Stichprobe ausgewählt, die Infrarot-Beobachtungen von Galaxien mit dem Satellitenteleskop „Herschel“ umfasst. Aus den Radiobeobachtungen konnte eine verlässliche Methode abgeleitet werden, die Sternentstehungsrate in Galaxien aus Radiobeobachtungen allein zu bestimmen, ohne Resultate aus anderen Spektralbereichen hinzuziehen zu müssen.

Fast alles Licht, das wir im Universum erblicken können, stammt von Sternen, die im Inneren von dichten Gaswolken im sogenannten interstellaren Medium von Galaxien geboren wurden. Die Häufigkeit ihrer Entstehung wird als Sternentstehungsrate bezeichnet.


Spiralgalaxie NGC 4725. Die Konturlinien zeigen Radiokontinuumsstrahlung bei 3 cm Wellenlänge, gemessen mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg, überlagert auf eine optische Aufnahme der Galaxie.

Ancor Damas-Segovia (Radiokarte & kombiniertes Bild), Martin Pugh/martinpughastrophotography.id.au (optisches Bild)


Infrarotbilder von Galaxien, die aus Beobachtungen mit den Satellitenteleskopen „Spitzer“ und „Herschel“ im Rahmen des KINGFISH-Programms erzeugt wurden.

Maud Galametz

Sie hängt ab vom Gasvorrat in der Galaxie selbst sowie von physikalischen Eigenschaften wie Dichte, Temperatur und Stärke des Magnetfelds. Die Sternentstehungsrate stellt dabei eine Schlüsselgröße dar zum besseren Verständnis, wie Sternentstehung funktioniert.

Zur Bestimmung von Sternentstehungsraten kamen bis jetzt eine Reihe von Beobachtungen in ganz unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zum Zuge, jeweils mit individuellen Vor- und Nachteilen. Licht im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich kann zu einem erheblichen Teil durch interstellaren Staub absorbiert werden.

Das führte zum Einsatz von hybriden Bestimmungsmethoden, die zwei oder mehr unterschiedliche Wellenlängenbereiche miteinander verknüpfen, darunter der Infrarotbereich, mit dessen Hilfe der Einfluss der Staubabsorption korrigiert werden kann. Dabei können aber wiederum andere Emissionsprozesse hineinspielen, die nicht mit der Entstehung von massereichen Sternen verknüpft sind und zu einer Konfusion der Ergebnisse führen können.

Ein internationales Forscherteam hat jetzt eine detaillierte Analyse der spektralen Energieverteilung einer systematischen Stichprobe von Galaxien durchgeführt. Es handelt sich dabei um den überwiegenden Teil der in Abbildung 1 dargestellten Galaxien der KINGFISH-Studie. Die Astronomen konnten zum ersten Mal die abgestrahlte Energie dieser Galaxien im Radiofrequenzbereich bestimmen, aus der unmittelbar die Sternentstehungsraten folgen.

„Wir haben dafür die gemessene Radiostrahlung in einem mittleren Frequenzbereich zwischen 1 und 10 GHz verwendet, da in früheren Untersuchungen eine eindeutige Korrelation zwischen Radio- und Infrarotstrahlung entdeckt wurde“, sagt Fatemeh Tabatabaei vom IAC (La Laguna, Teneriffa), die Erstautorin der vorliegenden Veröffentlichung. Es wurden detaillierte Untersuchungen durchgeführt, um die Energiequellen und die Prozesse in diesen Galaxien zu verstehen.

“Wir haben uns deshalb entschieden, systematische Radiobeobachtungen der Galaxien der KINGFISH-Stichprobe bei einer ganzen Reihe von Wellenlängen durchzuführen”, erinnert sich Eva Schinnerer vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA). „Als Einzelteleskop mit hoher Empfindlichkeit ist unser 100-m-Radioteleskop in Effelsberg das ideale Instrument, um verlässliche Radioflusswerte auch für schwache ausgedehnte Objekte wie diese Galaxien bestimmen zu können“, erklärt Marita Krause vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), die für die Radiomessungen der Galaxien mit dem 100-m-Teleskop verantwortlich war. „Wir haben es das KINGFISHER-Projekt genannt, wobei ‚KINGFISH galaxies Emitting in Radio‘ als Erklärung für das Acronym steht.“ Abbildung 2 zeigt die Radiostrahlung von einer der beobachteten Galaxien aus der Stichprobe (NGC 4725).

Die Ergebnisse des Projekts werden heute in der Fachzeitschrift “The Astrophysical Journal” veröffentlicht. Sie zeigen, dass die Radiostrahlung im beobachteten Wellenlängenbereich aus mehreren Gründen eine ideale Kenngröße zur Berechnung von Sternentstehungsraten der untersuchten Galaxien darstellt. Erstens findet keine Abschwächung der Strahlung durch Absorption im dazwischenliegenden interstellaren Staub statt.

Zweitens wird Radiostrahlung bei massereichen Sternen in mehreren Phasen ihrer Entstehung abgestrahlt, von jungen stellaren Objekten über HII-Regionen (Gebiete mit ionisiertem Gas) bis hin zu Supernova-Überresten. Und schließlich ist es auch nicht notwendig, die gefundene Messgröße mit Ergebnissen aus anderen Wellenlängenbereichen zu korrigieren. Aus all diesen Gründen stellen Messungen im untersuchten Radiowellenlängenbereich einen eindeutigeren Weg zur Bestimmung der Sternentstehungsrate von Galaxien dar als viele der bislang benutzten Methoden.

“Wir können jetzt daran gehen, mit Hilfe von Messungen am Radioteleskop Effelsberg diese Methode auf eine ganze Reihe weiterer Galaxien anzuwenden“, schließt Rainer Beck vom MPIfR, ebenfalls Ko-Autor der vorliegenden Untersuchung.

Das Autorenteam umfasst F.S. Tabatabaei, E. Schinnerer, M. Krause, G. Dumas, S. Meidt, A. Damas-Segovia, R. Beck, E.J. Murphy, D.D. Mulcahy, B. Groves, A. Bolatto, D. Dale, M. Galametz, K. Sandstrom, M. Boquien, D. Calzetti, R.C. Kennicutt, L.K. Hunt, I. de Looze und E.W. Pellegrini. Vom MPIfR beteiligte Autoren sind Marita Krause, Ancor Damas-Segovia und Rainer Beck.

Fatemeh Tabatabaei hat die Erforschung der Radio- und Ferninfrarotstrahlung von Galaxien im Verlauf ihrer Promotion am MPIfR begonnen und später als Postdoc am MPIfR Bonn und am MPIA Heidelberg fortgesetzt. Zur Zeit ist sie als Wissenschaftlerin am
Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), La Laguna, tätig.

Das KINGFISH-Projekt (“Key Insights on Nearby Galaxies: a Far-Infrared Survey with Herschel”) ist eine systematische Studie von insgesamt 61 Galaxien im nahen Universum. KINGFISHER (“KINGFISH galaxies Emitting in Radio”) stellt eine Untergruppe dieser Galaxien dar, die nördlich von -21 Grad Deklination liegen und somit von Effelsberg aus beobachtbar sind. Für 35 dieser Galaxien existierten bereits im Vorfeld Radiobeobachtungen in mehreren Frequenzen mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg (vgl. die Website „Atlas of Galaxies“). 17 weitere Galaxien wurden mit dem 100-m-Teleskop neu beobachtet. Beide Datensätze mit insgesamt 52 Galaxien wurden im Rahmen der vorliegenden Studie ausgewertet.

Originalveröffentlichung:

The radio spectral energy distribution and star formation rate calibration in galaxies, F. S. Tabatabaei et al., 2017, The Astrophysical Journal (21. Februar 2017)
arXiv Preprint-Server: http://de.arxiv.org/abs/1611.01705

Parallele Pressemeldung des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA), Heidelberg:
http://www.mpia.de/aktuelles/wissenschaft/2017-02-kingfisher

Lokaler Kontakt:

Dr. Marita Krause,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49 228 525-312
E-mail: mkrause@mpifr-bonn.mpg.de

Dr. Rainer Beck
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49 228 525 323
E-mail: rbeck@mpifr-bonn.mpg.de

Dr. Norbert Junkes,
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49 228 525-399
E-mail: njunkes@mpifr-bonn.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.mpifr-bonn.mpg.de/pressemeldungen/2017/3

Norbert Junkes | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht VLT macht den präzisesten Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie außerhalb der Milchstraße
22.06.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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