Schauen Sie sich die Scheibe einer großen Spiralgalaxie an, und äußerlich erscheint sie glatt, mit gleichmäßig verteilten Sternen. Was passiert also, wenn die Galaxie reift, um die gleichmäßige Verteilung in Galaxien wie der Milchstraße zu ermöglichen? Mit dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA hat ein internationales Team von Astronomen Ströme junger Sterne entdeckt, die in fernen Galaxien aus ihren Geburtskokons fließen. Diese fernen Sterneflüsse bieten eine Antwort auf eines der grundlegendsten Rätsel der Astronomie.
Astronomen wissen, dass die Cluster, in denen sich Sterne bilden, zu verschwinden beginnen, wenn ihr Alter mehrere hundert Millionen Jahre erreicht. Es wird angenommen, dass einige Mechanismen dies erklären: Einige Cluster verdampfen, wenn zufällige innere Bewegungen nacheinander Sterne ausstoßen, und andere Cluster zerstreuen sich infolge von Kollisionen zwischen den Wolken, in denen sie geboren wurden. Wenn Sie auf Mechanismen zoomen, die noch in größerem Maßstab funktionieren, zerstreuen Scherbewegungen, die durch die Rotation der Galaxie um ihr Zentrum verursacht werden, die Cluster von Clustern junger Sterne.
„Unsere Analyse beantwortet jetzt das große Rätsel. Indem wir eine Vielzahl von Strömen junger Sterne auf den von uns untersuchten Galaxienscheiben finden, sehen wir, dass der Mechanismus zum Auseinanderziehen der Gruppen junger Sterne Scherbewegungen der Elterngalaxie sind. Diese Streams sind das „fehlende Glied“, das wir brauchten, um zu verstehen, wie sich die Scheiben von Galaxien entwickeln, um so auszusehen, wie sie aussehen “, sagte Teamleiter David Block von der University of the Witwatersrand in Südafrika.
Ausschlaggebend für diese Entdeckung war die Suche nach einem Weg, um zuvor verborgene junge Sternströme in Galaxien in Millionen von Lichtjahren Entfernung abzubilden. Dazu verwendete das Team hochauflösende Infrarotbeobachtungen des Spitzer.
Durch die Verwendung von Infrarot anstelle von sichtbarem Licht zum Betrachten der Galaxien konnte die Gruppe Sterne im richtigen Alter auswählen, wenn sich die Sterne gerade erst aus ihren Clustern ausbreiten.
"Spitzer beobachtet im Infrarot, wo 100 Millionen Jahre alte Populationen von Sternen das Licht dominieren", bemerkte Co-Autor Bruce Elmegreen von der IBM Research Division in New York. „Jüngere Regionen leuchten mehr im sichtbaren und ultravioletten Bereich des Spektrums, und ältere Regionen werden zu schwach, um sie zu sehen. So können wir alle Sterne herausfiltern, die wir nicht wollen, indem wir Bilder mit einer Infrarotkamera aufnehmen. "
Infrarot ist auch wichtig, da Licht in diesem Teil des Spektrums die dichten Staubwolken durchdringen kann, die die Cluster umgeben, in denen sich Sterne bilden.
„Staub blockiert optisches Sternenlicht sehr effektiv“, sagte Robert Gehrz von der University of Minnesota, „aber Infrarotlicht mit seiner längeren Wellenlänge geht direkt um die Staubpartikel herum und blockiert unsere Sicht. Dadurch kann das Infrarotlicht junger Sterne deutlicher gesehen werden. “
Aber selbst wenn die Bilder im Infrarot aufgenommen werden, werden sie immer noch vom Licht der glatten älteren Scheiben von Galaxien dominiert, nicht von den schwachen Spuren junger, sich zerstreuender Cluster. Spezielle mathematische Manipulationen waren erforderlich, um die Cluster auszuwählen, deren schwache Spuren immer noch genau zu sehen sind, weil sie nicht glatt sind.
Das Teammitglied Ivanio Puerari vom Instituto Nacional de Astrofisica, Optica und Electronica in Puebla, Mexiko, verwendete eine Technik, die der Mathematiker Jean Baptiste Fourier im frühen 19. Jahrhundert erfunden hatte. Die Technik ist effektiv ein räumlicher Filter, der die Struktur auf der physikalischen Skala auswählt, auf der die Sternentstehung stattfindet. "Die Strukturen sind auf den Originalbildern von Spitzer mit dem menschlichen Auge nicht zu sehen", bemerkte Puerari.
„Die Kombination aus Fourier-Filterung und Infrarotbildern hat Regionen mit genau der richtigen Größe und dem richtigen Alter hervorgehoben. Es war vor einem Jahr unvorstellbar, so viele Sternströme in den Scheiben von Galaxien zu enthüllen. Diese Entdeckung unterstreicht weiterhin das enorme Potenzial des Spitzer-Weltraumteleskops, Beiträge zu leisten, von denen keiner von uns hätte träumen können “, kommentierte Giovanni Fazio vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Projektleiter des Spitzer Infrared Array Camera-Teams Bilder und Mitautor der Entdeckung.
„Galileo wäre sowohl als Astronom als auch als Mathematiker stolz gewesen. Es ist ein wunderbares Zusammenspiel zwischen der Verwendung astronomischer Beobachtungen und Mathematik und Computern, genau 400 Jahre, seit Galileo 1609 mit seinem Teleskop unsere Milchstraßengalaxie untersuchte “, sagte Fazio
Quelle: Spitzer
