Gammastrahlenausbruch hilft bei der Erkundung der Zusammensetzung entfernter Galaxien
Weltraumforscher, die die Zusammensetzung von weit entfernten Galaxien untersuchen, haben zwei Galaxien im jungen Universum entdeckt, die mehr schwere Elemente enthalten als die Sonne. Für seine Studie verwendete das Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Deutschland das kurze aber sehr helle Aufleuchten eines weit entfernten Gammastrahlenausbruchs (GRB vom englischen Gamma-Ray Burst). Nach Angaben der Astronomen, ist ein Zusammenschluss der beiden Galaxien möglich. Ereignisse wie diese aus der Frühzeit des Universums können zur Sternenbildung beitragen und Auslöser für Gammastrahlenausbrüche sein. Diese Ausbrüche sind außergewöhnlich energiereiche Explosionen, die in weit entfernten Galaxien beobachtet werden und die hellsten Explosionen im Universum sind. Sie werden zunächst durch umlaufende Observatorien aufgespürt, die den anfänglichen Gammablitz aufzeichnen. Sobald die Position bestimmt wurde, werden sie mit großen bodengebundenen Teleskopen beobachtet, die das sichtbare und infrarote Nachglühen der GBR über Stunden und / oder Tage aufzeichnen können. Mithilfe des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte konnte das Team den Ausbruch GRB 090323 einen Tag nach seiner Explosion untersuchen. Das Gamma-ray Space Telescope der NASA (National Aeronautics and Space Administration) konnte zuerst die Explosion beobachten, die anschließend vom Röntgenstrahlendetektor auf dem Swift-Satelliten der NASA und mit dem Gamma-Ray Burst Optical/Near-Infrared Detector (GROND)-System am 2,2-Meter-Teleskop der MPG / ESO in Chile entdeckt wurde. Nach Ansicht der Wissenschaftler schien das helle Licht dieser Explosion durch zwei Galaxien hindurch: seine eigene Galaxie und eine in der Nähe. Man sieht diese Galaxien, wie sie vor etwa 12 Milliarden Jahren ausgesehen haben. Die Wahrscheinlichkeit, dass derart weit entfernte Galaxien vom Licht eines Gammastrahlenausbruchs angestrahlt werden, ist eher gering. "Als wir das Licht dieses GRB analysierten, wussten wir noch nicht, was wir finden würden", sagt Sandra Savaglio vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. "Es war eine große Überraschung für uns, dass das kalte Gas in diesen beiden Galaxien im frühen Universum solch eine unerwartete chemische Zusammensetzung hatte. Diese Galaxien enthalten mehr schwere Elemente als man je in einer Galaxie so früh im Universum gesehen hat. Wir haben nicht erwartet, dass das Universum sich so früh chemisch schon so weit entwickelt hat." Lichtschwache Galaxien wären unsichtbar, wenn es keine Gammastrahlenausbrüche gäbe. Wenn das Licht eines Gammastrahlenausbruchs durch eine Galaxie hindurchscheint, verhält sich das dort vorhandene Gas wie ein Filter und absorbiert das Licht bei bestimmten Wellenlängen. Durch die Analyse der "Fingerabdrücke" der verschiedenen chemischen Elemente konnten die Forscher die Zusammensetzung des kühlen Gases in diesen weit entfernten Galaxien bestimmen. Dabei stellten sie fest, dass dieses reich an schweren Elementen ist. Man erwartet, dass Galaxien im jungen Universum geringere Mengen an schweren Elementen enthalten als Galaxien heute wie die Milchstraße. Das Team sagt, einige Galaxien wären bereits weniger als zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall reich an schweren Elementen gewesen. Ihre Arbeit zeigt, dass die beiden jungen Galaxien wahrscheinlich in ungeheurem Tempo neue Sterne bilden werden, um das kalte Gas so schnell und so stark anzureichern. Die Verschmelzung der beiden Galaxien könnte zur Sternenbildung führen, wenn die Gaswolken zusammenstoßen. Die neuen Ergebnisse bestätigen auch die Theorie, dass Gammastrahlenausbrüche mit heftiger Sternentstehung einhergehen. "Wir können uns glücklich schätzen, dass wir GRB 090323 beobachten konnten, als er noch hell genug geleuchtet hat. So war es uns möglich diese spektakulären, detaillierten Beobachtungen mit dem VLT zu machen", sagt Dr. Savaglio. "Gammastrahlenausbrüche sind nur sehr kurze Zeit so hell und qualitativ hochwertige Daten zu erhalten ist sehr schwer. Wir hoffen, dass wir diese Galaxien in Zukunft wieder beobachten können, wenn wir sehr viel empfindlichere Instrumente haben - sie wären eine perfekte Aufgabe für das E-ELT [European Extremely Large Telescope]. "Weitere Informationen finden Sie unter: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik: http://www.mpe.mpg.de/main.html ESO: http://www.eso.org/public/
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