Überraschung in der Sternenkrippe

Ein Astronomenteam mit deutscher und österreichischer Beteiligung hat mit dem APEX-Teleskop einen riesigen Galaxiehaufen untersucht, der im frühen Universum entstanden ist. Wie die Forscher herausfanden, wird Sternentstehung nicht nur größtenteils durch Staub verborgen, sondern findet auch an unerwarteten Orten statt. Es ist das erste Mal, dass eine vollständige Erhebung der Sternentstehung in solch einem Objekt möglich war.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Objekte im Universum, ihre Entstehung jedoch ist noch nicht verstanden. Die Spinnennetz-Galaxie (mit der offiziellen Bezeichnung MRC 1138-282) und ihre Umgebung hat man schon zwanzig Jahre lang mit unzähligen Teleskopen untersucht, darunter auch denen der ESO. Man hält sie für eines der besten Beispiele eines Protohaufens im Entstehungsprozess vor mehr als zehn Milliarden Jahren.

Doch Helmut Dannerbauer von der Universität Wien und sein Team hatten den Verdacht, dass die Geschichte damit noch nicht abgeschlossen ist: Sie wollten die dunkle Seite der Sternentstehung untersuchen und ermitteln, welcher Anteil der Sternentstehung in der Spinnennetz-Galaxie unserem Blick durch Staub verborgen bleibt.

Das Team hat die LABOCA-Kamera am APEX-Teleskop in Chile genutzt, um die Spinnennetz-Galaxie vierzig Stunden lang bei Millimeterwellenlängen zu beobachten – Licht, dessen Wellenlänge lang genug ist, um die dichtesten Staubwolken zu durchdringen. LABOCA besitzt ein großes Gesichtsfeld und ist das perfekte Instrument für diese Art von Beobachtung.

Carlos De Breuck, APEX-Projektwissenschaftler bei der ESO, hebt hervor:„Das ist eine der tiefsten Beobachtungen, die jemals mit APEX gemacht wurden, und sie brachte sowohl die Technologie als auch die Ausdauer der Mitarbeiter an ihre Grenzen, die am hochgelegenen Standort von APEX auf 5050 Metern über dem Meeresspiegel arbeiten.” Wie die APEX-Beobachtungen zeigten, gab es im Vergleich zum umgebenden Himmel viermal so viele Millimeterstrahlungsquellen im Bereich der Spinnennetz-Galaxie. Durch den sorgfältigen Vergleich der neuen Daten mit ergänzenden Beobachtungen bei anderen Wellenlängen waren sie in der Lage zu bestätigen, dass viele dieser Quellen sich in derselben Entfernung wie der Galaxiehaufen befinden und Teile des entstehenden Haufens sein müssen.

Helmut Dannerbauer erklärt:„Die neuen APEX-Beobachtungen liefern das letzte Puzzleteil für eine vollständige Zählung aller Bewohner dieser Mega-Sternstadt. Diese Galaxien befinden sich im Entstehungsprozess und sind daher ähnlich wie eine Baustelle auf der Erde sehr staubig.” Allerdings erwartete das Team eine Überraschung, als sie sich anschauten, wo sich die neu entdeckten Sternentstehungsregionen befanden. Sie hatten erwartet, diese Gebiete in den langen Filamenten zu finden, die die Galaxien verbinden. Stattdessen stellten sie fest, dass die Sternentstehungsgebiete fast ausschließlich in einer einzigen Region konzentriert sind, die nicht einmal auf die zentrale Spinnennetz-Galaxie des Protohaufens zentriert ist.

Helmut Dannerbauer erläutert abschließend:„Unser Ziel war es die verborgene Sternentstehung im Spinnennetz-Haufen zu finden – und dabei waren wir erfolgreich. Allerdings haben wir auch ein neues Rätsel zu Tage gefördert, das ganze sieht völlig anders aus als gedacht! Die Mega-Stadt entwickelt sich asymmetrisch.” Um die Geschichte fortzusetzen, sind weitere Beobachtungen notwendig – und ALMA wird das perfekte Instrument für die nächsten Schritte und die weitaus detailliertere Untersuchung der staubigen Regionen sein.

MPIA / DE

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  H. Dannerbauer et al.: An excess of dusty starbursts related to the Spiderweb galaxy, Astron. Astrophys., online 15. Oktober 2014; DOI: 10.1051/0004-6361/201423771
• Extragalactic Astrophysics (B. Ziegler), Universität Wien
• LABOCA – Large Apex BOlometer CAmera