GALEX
Neues Rezept für Zwerggalaxien
von Stefan Deiters
astronews.com
20. Februar 2009

Mit Hilfe des Galaxy Evolution Explorers, kurz GALEX, sind Astronomen jetzt auf ein bislang unbekanntes Rezept für Zwerggalaxien gestoßen: Sie entdeckten nämlich Systeme, die sich aus nahezu unberührtem Gas bilden, das vermutlich aus der Anfangszeit des Universums übrig geblieben ist. Weder Dunkle Materie noch Gas mit schwereren Elemente scheint an der Entstehung dieser Zwerggalaxien beteiligt zu sein.

Der von GALEX im Ultravioletten beobachtete Teil des Leo-Rings. Die sich gerade bildenden Zwerggalaxien sind markiert. Schwach bläulich ist die aus Radiodaten des Arecibo-Teleskops bestimmte Position des Wasserstoff-Gases im Leo-Ring eingetragen. Bild: NASA / JPL-Caltech / DSS [Großansicht] Gesamtansicht des Leo-Rings. Der obige Ausschnitt stammt aus dem rechten unteren Bereich. Die Arecibo-Daten wurden hier über ein optisches Bild des Digitized Sky Survey gelegt. Bild: NASA / JPL-Caltech / DSS

Für die Astronomen war der Fund sehr überraschend, da man bislang davon ausgegangen war, dass Galaxien in der Regel zusammen mit Dunkler Materie entstehen oder sich aber aus Gas bilden, in dem sich schon ein gewisser Anteil an schwereren Elementen befindet. Doch weder Dunkle Materie noch schwerere Elemente scheinen bei der Entstehung der jetzt aufgespürten Galaxien eine Rolle zu spielen. Dieser jetzt entdeckte Galaxientyp könnte im jungen Universum sehr viel häufiger anzutreffen gewesen sein, da früher deutlich mehr unberührtes Gas zur Verfügung stand.

Die Astronomen spürten die ungewöhnlichen Galaxien im sogenannten Leo-Ring auf, einer gewaltigen Wolke aus Wasserstoff- und Heliumgas, die zwei massereiche Galaxien im Sternbild Löwe umgibt. Bei dem Ring handelt es sich sehr wahrscheinlich um Material, das aus der Frühzeit des Universums übrig geblieben ist und die Zeit relativ unverändert überstanden hat. Der Leo-Ring wurde vor rund 25 Jahren entdeckt und ist im sichtbaren Bereich des Lichtes nicht zu beobachten.

"Dieses Objekt wurde wiederholt von den besten Teleskopen auf der Welt im Optischen und im Radiobereich untersucht", erläutert David Thilker von der amerikanischen Johns Hopkins University. "Doch trotz des ganzen Aufwands wurde außer dem Gas nichts darin entdeckt. Keine Sterne, weder junge noch alte, konnte man sehen. Aber als wir uns den Ring mit dem Galaxy Evolution Explorer anschauten, der sehr empfindlich im ultravioletten Bereich des Lichts ist, fanden wir eindeutige Spuren von starker Sternentstehung. Das war vollkommen überraschend. Wir wurden Zeuge davon, wie eine Galaxie entsteht, allein aus einer Wolke aus ursprünglichem Gas."

Thilker und seine Kollegen fanden im Ultravioletten eindeutige Spuren von jungen Sternen, die gerade aus mehreren Gasklumpen des Rings entstehen. "Wir vermuten, dass es sich bei diesen jungen stellaren Komplexen um Zwerggalaxien handelt, obwohl frühere Untersuchungen dieser Gasklumpen mit Radioteleskopen gezeigt haben, dass es in diesen Klumpen keine Dunkle Materie gibt", erklärt Thilker. "Fast alle Galaxien, die wir kennen, bestehen überwiegend aus Dunkler Materie. Sie dient quasi als Kondensationskeim für die Ansammlung von normaler, leuchtenden Materie, wie Sterne, Gas und Staub. Was wir nun im Leo-Ring beobachten ist eine neue Form der Entstehung von Zwerggalaxien aus Material, das von der deutlich früheren Entstehung der Galaxiengruppe übrig geblieben sein muss."

In unserer Umgebung gibt es drei große Galaxien: unsere Milchstraße und die Andromeda-Galaxie mit Hunderten von Milliarden Sternen sowie den Dreiecksnebel mit einigen zehn Milliarden Sternen. Außerdem verfügt unsere "lokale Gruppe" noch über mehr als 40 kleinere Zwerggalaxien, in denen sich nur einige Milliarden Sterne finden. Alle diese Galaxien bestehen zu einem wesentlichen Teil aus Dunkler Materie, die man durch ihren gravitativen Einfluss auf die Galaxien entdecken kann.

Es gibt allerdings Zwerggalaxien, die kaum Dunkle Materie enthalten: Sie entstehen bei Galaxienkollisionen aus Gas der beteiligten Systeme, das ins All geschleudert wurde und so den Halo aus Dunkler Materie verlassen konnte, die die Galaxien normalerweise umgibt. Es handelt sich bei diesem Gas aber um kein "frisches" Material, so dass es schon über einen höheren Anteil an schwereren Elementen verfügt, die erst durch Sterne und deren Entwicklung produziert werden.

Die im Leo-Ring gefundenen Galaxie ähneln also wegen des Fehlens von Dunkelmaterie den Zwerggalaxien, die in Folge von Kollisionen entstehen, unterscheiden sich aber gleichzeitig in einem wichtigen Punkt: "Die Zwerggalaxien im Leo-Ring sind aus viel unberührterem Material gemacht, ohne schwerere Elemente", so Thilker. "Dank dieser Entdeckung können wir nun die Entstehung von Sternen in Material studieren, das noch nicht angereichert wurde."

Solches unangereicherte Material sollte es gerade im jungen Universum sehr häufig gegeben haben, so dass sich da draußen noch viele unentdeckte Zwerggalaxien ohne Dunkelmaterie befinden könnten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Astronomen in der gestrigen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature.