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Samstag, 30.07.2016
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Frühe Galaxien torpedieren Theorie

Neue Messungen bestätigen die bisher unerklärbare Kompaktheit von Galaxien aus der kosmischen Frühzeit

Einige Galaxien aus der Frühzeit des Universums sind kompakter als vergleichbare heutige. Doch genau das passt nicht in die gängige Theorie, die keinen Prozess kennt, der einen Verlust der Masse und Sternendichte im Laufe der Zeit erklären könnte. In „Nature“ haben jetzt aber neue Messungen mit anderer Methode die Kompaktheit der frühen Galaxien bestätigt, daher muss die Theorie nachgebessert werden.
Blick auf ferne Galaxien

Blick auf ferne Galaxien

Vor kurzem sorgten Beobachtungen von sehr weit entfernten, massereichen Galaxien für Aufregung unter den Astronomen. Da das Licht von diesen Sternenansammlungen zehn Milliarden Jahre braucht, um zu uns zu gelangen, eröffnet es quasi in Fenster in die Vergangenheit, in die Kinderstube des Kosmos. Doch das seltsame war, dass diese Galaxien fünf Mal kleiner zu sein schienen als heutige Galaxien mit ähnlich vielen Sternen.

Theorien liefern keine Erklärung


Die gängigen theoretischen Modelle der Galaxienentwicklung konnten dieses Phänomen nicht erklären. Denn sie sahen keine Möglichkeit vor, wie sich die heutigen Galaxien aus sehr viel kompakteren Vorläufern entwickelt haben konnten. Während ein gleichzeitiger Größen- und Massenzuwachs leicht durch eine Kollision und ein anschließendes Verschmelzen zweier Sternenansammlungen denkbar ist, fehlt in den Theorien ein Prozess, der einen Größenzuwachs bei gleichzeitiger Dichteverringerung erklärt.

Aufgrund dieser Diskrepanzen neigten einige – vor allem mit der Theorieentwicklung befasste - Astronomen dazu, die Beobachtungen an den frühen Galaxien anzuzweifeln. Womöglich habe man die aus Farben und Helligkeiten der Galaxien abgeleitete Masse überschätzt und die Objekte waren zwar kleiner, aber auch masseärmer als ihre modernen Gegenstücke.


Neue Messung bestätigt Kompaktheit


Dem allerdings widerspricht nun eine jetzt in „Nature“ veröffentlichte Studie von Astronomen der Universität von Yale in den USA und der Technischen Universität von Melbourne in Australien. Die Forscher um Pieter van Dokkum und Karl Glazebrook haben erneut eine genaue Beobachtung und Messung einer der kompakten, frühen Galaxien durchgeführt. Diesmal allerdings auf der Basis einer anderen Methode: Sie fingen das Wellenspektrum des Galaxienlichts ein und analysierten das Muster der Absorptionslinien darin.

Normalerweise hinterlässt die Präsenz bestimmter Elemente in einem solchen Spektrum eine dunkle Linie an einer fest definierten Stelle, weil es Strahlung einer bestimmten Wellenlänge absorbiert. Bewegt sich aber das Objekt, das das Licht ausstrahlt, verschieben sich diese Linien. Daher konnten die Wissenschaftler aus dem Licht der Galaxie auf die Bewegung und Rotationsgeschwindigkeit von Sternen in ihr schließen. Daraus wiederum lässt sich die Sternendichte und damit auch Masse der Galaxie ermitteln.

Theorien müssen nachgebessert werden


Das Ergebnis: Die neue Messung bestätigt die früheren Schätzungen. Die fernen Galaxien sind tatsächlich kompakter als die heutigen. Damit steht fest, dass die Theorie nachgebessert werden muss. Nun gilt es, eine Erklärung für dieses seltsame Phänomen in der Entwicklungsgeschichte der Galaxien zu finden.
(Nature, 06.08.2009 - NPO)