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The star-formation histories and dark-matter content of faint dwarf elliptical galaxies

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Zwerggalaxien als Schlüssel zur Galaxieentwicklung

Galaxien gibt es in vielen Formen und Größen. Unter den kleinsten finden sich die Zwerggalaxien, und auf diese konzentrierten sich EU-finanzierte Astronomen, um mehr über die Entwicklung des Universums und die Zukunft unserer Milchstraße zu erfahren.

Klimawandel und Umwelt

In den letzten Jahren stellten Astronomen fest, dass sich Zwerggalaxien stark von ihren größeren Verwandten unterscheiden. Obwohl sie sich Milliarden von Jahren in einem ruhenden Zustand befinden, durchlaufen sie gelegentlich spektakuläre Zeiträume mit starker Sternentstehung. Ausbrüche der Sternbildung finden auch bei größeren Galaxien statt, doch das bei diesen Ereignissen entstehende Licht wird von andern Emissionen überstrahlt. Um einen klareren Blick auf dieses faszinierende Phänomen zu bekommen, konzentrierten sich die Astronomen des Projekts "The star-formation histories and dark-matter content of faint dwarf elliptical galaxies" (HOLYDWARFS) auf die Familie der Zwerggalaxien. Bei diesen kleineren Versionen "normaler" Galaxien, die etwa einem Dreißigstel der Größe unserer eigenen Galaxie entsprechen, suchten sie nach Hinweisen zur Frühgeschichte des Universums. Die HOLYDWARF-Wissenschaftler untersuchten die Entwicklung von Galaxien, da die Sternentstehung durch die Umgebungsbedingungen ausgelöst und abgebremst wird. Das Hauptergebnis war ein Vergleich zwischen Galaxien im ruhenden Zustand, in dem alle Sterne alt, schwach und rot sind, mit Zwerggalaxien, die über junge, heiße und blaue Sterne verfügen. In Sternen werden durch thermonukleare Reaktionen Wasserstoff und Sauerstoff in schwerere Elemente bis hin zu Metallen umgewandelt, und anhand dieses Vorgangs können Astronomen die Entwicklung von Galaxien verfolgen. Die Projektergebnisse lieferten ausreichend detaillierte Daten zur Häufigkeit von Metallen, um Vergleiche mit hochauflösenden Simulationen durchführen zu können. Der Vergleich zwischen Beobachtungen und Simulationen stattete die HOLYDWARF-Wissenschaftler mit einem leistungsstarken Ansatz aus, um die physikalischen Prozesse der Sternentstehung zu studieren. Hydrodynamische Simulationen, mit denen die Bildung und Entwicklung von Zwerggalaxien nachgestellt wurde, ergaben, dass die Metallizität allmählich zunimmt. Sobald sie sich aufgebaut hat, bleibt die Häufigkeit von Metallen bestehen, wenn keine externen Störungen einwirken. Die Vorhersagen der Simulationen stimmen nicht nur mit den beobachteten Metallizitätsprofilen überein, es besteht auch Hoffnung, dass sie zu besseren Modellen von Zwerggalaxien führen werden. Laut weitgehend akzeptierten Modellen bilden sich im Inneren der Zwerggalaxien, die um unsere Milchstraße kreisen, kleine Klumpen Dunkler Materie, und Zwerggalaxien enthalten generell einen höheren Anteil an Dunkler Materie als ihre Muttergalaxie. Doch dem widersprechen die neuen Beobachtungen stark. Die HOLYDWARF-Mitglieder stellten sich der Herausforderung, bestehende Theorien und Modelle aufrechtzuerhalten, und füllten einige Lücken in unserem derzeitigen Verständnis der Galaxieentstehung.

Schlüsselbegriffe

Zwerggalaxien, Milchstraße, Stern, Wasserstoff, Helium, Simulationen, Metallizität, Dunkle Materie

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