Zum ersten Mal haben Astronomen dreidimensionale Abbilder von extrem weit entfernten Galaxien erzeugt und ausgewertet. Sie eröffnen ihnen einen Einblick in die Frühzeit des Universums, als die Sonne noch nicht existierte. Die 3D-Aufnahmen entstanden durch die Kombination von Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble und eines neuen Instruments am Very Large Telescope in Chile.
Galaxien, die weiter als sechs Milliarden Lichtjahre entfernt sind, waren jahrzehntelang nichts als winzige Lichtpunkte am Himmel. Erst mit dem Start des Weltraumteleskops Hubble Anfang der 1990er Jahre gelangen Aufnahmen, die etwas mehr Details über diese Galaxien verrieten. Jetzt ermöglicht ein neues Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO erstmals auch die Erfassung simultaner Spektren von sehr kleinen Objekten. Der „FLAMES/GIRAFFE”-Spektrograph kann damit sogar die Bewegungen von Gasen in Milliarden von Lichtjahren entfernten Galaxien einfangen und diese dreidimensional abbilden.
Rätsel des „sternenlosen“ Gases
Astronomen nutzten diese neuen technischen Möglichkeiten, um die Entwicklung von rund hundert fernen Galaxien zu rekonstruieren, die sowohl vom Hubble-Teleskop als auch vom VLT beobachtet worden waren. In einer der Galaxien enthüllten die neuen Daten eine Region voll heißen, ionisierten Gases. Normalerweise entsteht dies in der Nähe sehr heißer junger Sterne, doch in diesem Falle ließ sich auch tagelanger Beobachtung nichts dergleichen entdecken.
„Diese ungewöhnliche Galaxie hat offensichtlich einige Geheimnisse“, so Mathieu Puech, Hauptautor eines der Veröffentlichungen zu dieser Studie. Vergleiche mit Computersimulationen deuten darauf hin, dass die Erklärung in der Kollision zweier sehr gasreicher Spiralgalaxien liegen könnte. Die durch den Zusammenprall erzeugte Hitze könnte den Atomen des Gases Elektronen entrissen haben und es gleichzeitig für eine Sternenbildung zu stark aufgeheizt haben.
Stellarer Wiederaufbau nach Kollision
Für eine andere Galaxie ergaben die Beobachtungen dagegen einen gegenteiligen Effekt: Hier war eine bläulich leuchtende Zentralregion in einer rötlichen Scheibe fast vollständig von Staub verhüllt. „Die Modelle deuten daraufhin, dass hier Sterne und Gas sich schnell und spiralförmig nach innen bewegen“, so François Hammer, Leiter des Forschungsteams. In diesem Falle hinterließ eine Kollision offenbar kein sternenloses Gas, sondern führte zu einem schnellen Wiederaufbau einer elliptischen Galaxie mitsamt neuen Sternen.
Blick ins „Geschichtsbuch“ des Kosmos
„Die einzigartige Kombination von Hubble und FLAMES/GIRAFFE am VLT ermöglichen es, entfernte Galaxien in großem Detailreichtum zu erkunden und die entscheidende Rolle von Kollisionen für die Galaxienbildung in der Vergangenheit des Kosmos zu verstehen“, erklärt Puech. „Erst jetzt, wo wir sehen können, wie sich das Gas bewegt, können wir Masse und Orbits der alten Galaxien akkurat zurückverfolgen. Damit sind die beiden Teleskope ideale ‚Zeitmaschinen‘ um die Geschichte des Universums zu erkunden.“
Die Astronomen wollen nun ihre Analyse auf weitere Galaxien ausdehnen. „Der nächste Schritt wird sein, dies mit näher gelegenen Galaxien zu vergleichen und so Stück für Stück ein Bild der Galaxienentwicklung der letzten sechs Milliarden Jahre zu gewinnen“, so Hammer.
(ESO, 12.03.2009 – NPO)
