In den fernsten Ecken des Weltraums existieren gigantische Wolken glühenden Wasserstoffs, die so hell leuchten wie die hellsten Galaxien. Woher diese sogenannten „Lyman-Alpha-Klumpen“ ihre ungeheure Energie nehmen, war bisher unklar. Ein internationales Astronomenteam hat dieses Rätsel nun gelöst. Wie sie im Fachmagazin „Nature“ berichten, sind es im Zenturm der Wolke liegende Galayien, die das Gas zum Leuchten brignen.
Lyman-Alpha- Klumpen sind im Kosmos vergleichsweise selten. Entdeckt wurden sie bisher vor allem in sehr weit entfernten Regionen des Universums. Weil ihr Licht mehrere Milliarden Jahre bis zur Erde benötigt, spiegeln sie einen sehr alten, frühen Zustand des Kosmos wieder. Sie liefern daher wichtige Informationen darüber, wie sich die ersten Galaxien bildeten und entwickelten.Bisher allerdings waren sowohl die genauen Eigenschaften dieser leuchtenden Wasserstoffwolken unbekannt, als auch ihre Energiequelle. Einer bisherigen Theorie zufolge entsteht das Leuchten, wenn kaltes Gas von der Schwerkraft des Klumpens nach innen gesogen wird und sich aufheizt. Eine andere Theorie ging davon aus, dass die Klumpen leuchten, weil sich in ihrem Inneren strahlend helle Objekte befinden. Erst jetzt ist geklärt, dass letztere Annahme zutrifft.
Polarisiertes Licht verrät Wechselwirkungen
Der jetzt erstmals genauer untersuchte Lyman-Alpha-Klumpen LAB-1 liegt 11,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Er gilt als einer der hellsten und größten seiner Art im Kosmos und misst 300.000 Lichtjahre von einem Ende zum anderen. Mit Hilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) visierten die Astronomen diese Gaswolke an und analysierten dabei, ob das Licht der Wolke polarisiert ist. Bei polarisiertem Licht schwingen alle Lichtwellen in der gleichen Richtung, normales Tageslicht dagegen enthält ungeordnet in alle Richtungen schwingende Wellen. In der Astronomie verrät eine Polarisation häufig, dass das Licht auf seinem Weg zur Erde von Materie gestreut oder reflektiert wurde.
Galaxien als Quelle des Leuchtens
Im Falle von LAB-1 beobachteten die Astronomen polarisiertes Licht nur in einem Ring um das Zentrum des Lyman-Alpha Klumpens. Direkt im Inneren konnten sie dagegen keine Polarisation feststellen. Nach Ansicht der Forscher muss das Licht daher von den Galaxien in der Mitte des Klumpens stammen. Gestreut werde es erst auf seinem Weg hinaus – durch das Wasserstoffgas der Wolke. „Unsere Beobachtungen haben gezeigt, dass das Leuchten dieses merkwürdigen Objektes nicht von dem Klumpen selbst ausgeht. Stattdessen handelt es sich um gestreutes Licht von Galaxien, die im Inneren des Klumpens verborgen sind“, sagt Matthew Hayes von der Université de Toulouse in Frankreich.
Dabei könnte es sich Galaxien handeln, in denen gerade besonders viele Sterne entstehen. Möglich seien aber auch Galaxien mit einem Materie verschlingenden Schwarzen Loch im Zentrum. Bei diesem Prozess wird typischerweise sehr viel Energie frei. Nächstes Ziel der Astronomen ist es nun, noch weitere dieser Objekte zu untersuchen. Sie wollen damit herausfinden, ob die Ergebnisse von LAB-1 auch auf andere Klumpen übertragbar sind. (Nature, 2011; DOI:10.1038/nature10320)
(ESO, 19.08.2011 – NPO)
