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N° 47–2002: Junge Sterne in alten Galaxien - überraschende Entdeckung mit Spitzenteleskopen

26 Juni 2002

Eine Gruppe europäischer und amerikanischer Astronomen hat unter Kombination von Daten des ESA/NASA-Weltraumteleskops "Hubble" und des Großteleskops VLT der ESO eine erstaunliche Entdeckung gemacht: Sie hat in einer alten elliptischen Galaxie eine riesige Zahl "junger" Sternhaufen aufgespürt. Zum ersten Mal konnten in einer Galaxie dieses Alters mehrere Perioden der Sternentstehung unterschieden werden. Bisher wurde stets davon ausgegangen, daß elliptische Galaxien eine anfängliche Periode der Sternentstehung durchlaufen und danach keine Sterngeburten mehr zu verzeichnen haben. Durch den Verbund der besten und größten Teleskope im Weltraum und am Boden wurde jetzt nachgewiesen, daß solche Galaxien mehr in sich bergen als zunächst angenommen.

Enthalten elliptische Galaxien nur alte Sterne?

Eine der Herausforderungen an die moderne Astronomie ist die Klärung der Frage, wie Galaxien - große Systeme aus Sternen, Gas und Staub - entstehen und sich entwickeln. Wann wurden die meisten Sterne im Universum geboren? Geschah dies in einem sehr frühen Stadium, wenige Milliarden Jahre nach dem Urknall? Oder ist ein erheblicher Teil der Sterne, die wir heute beobachten, erst in jüngerer Zeit entstanden?

Zwischen Galaxien kommt es ständig zu spektakulären Zusammenstößen, die zur Bildung von Tausenden oder sogar Millionen Sternen führen. Bezogen auf das Universum als Ganzes sind jedoch die meisten Sterne in elliptischen Galaxien zu finden, deren Erscheinungsbild uns bisher vermuten ließ, daß sie und ihre Sterne alt sind.

In der Tat geben diese Galaxien das diffuse, rötliche Leuchten von sich, das normalerweise mit viele Milliarden Jahre alten Sternen in Verbindung gebracht wird. Wie setzt sich aber die Sternpopulation zusammen, die dieses ältliche Aussehen hervorruft? Könnte es sein, daß sich eine erhebliche Zahl sehr viel jüngerer Sterne unter den alten verbirgt?

Ausführliche weitere Beobachtungen mit den führenden Teleskopen der Welt waren notwendig, um diese zentrale Frage nach dem Verhalten einiger der wichtigsten Bausteine des Universums zu erhellen.

Kosmische Paläontologie

Um das "Sternengemisch" in elliptischen Galaxien in seine verschiedenen Bestandteile zu zerlegen, hat ein Team aus europäischen und amerikanischen Astronomen massereiche Sternhaufen in und um nahegelegene Galaxien beobachtet. Diese wegen ihrer Gestalt als "Kugelsternhaufen" bezeichneten Ansammlungen kommen in großer Zahl um alle beobachteten Galaxien vor und bilden eine Art "Skelett" innerhalb ihrer Gastgalaxien. Diese "Knochen" erhalten durch jede Sternbildungsepisode, die sie durchlaufen, eine besondere Prägung. Am Alter der Kugelhaufen in einer Galaxie lassen sich somit die vergangenen Epochen aktiver Sternbildung in einer Galaxie ablesen.

Durch Untersuchen der Prägung und Bestimmung der Altersverteilung der Kugelsternhaufen können die Astronomen ermitteln, wann ein Großteil der Sterne in einer elliptischen Galaxie entstanden sind. Dabei gehen sie ähnlich wie Paläontologen vor, die die Skelette von Dinosauriern untersuchen, um Aufschluß über die Ära zu gewinnen, in der diese Tiere gelebt haben.

Eine überraschende Entdeckung

Das Team kombinierte eine Reihe von Galaxienaufnahmen der Hubble-Weitwinkel- und Planetenkamera Nr. 2 mit Infrarotaufnahmen, die mit dem vielseitig einsetzbaren ISAAC-Instrument auf dem 8,2 m-VLT-Teleskop "Antu" des Paranal-Observatoriums der ESO in Chile gemacht worden waren. Zu ihrer großen Überraschung entdeckten sie, daß viele Kugelsternhaufen in der Galaxie NGC 4365, die zum großen Virgo-Galaxienhaufen gehört, nur wenige Milliarden Jahre alt sind - also weit jünger als die meisten anderen Sterne in dieser Galaxie, deren Alter auf rund 12 Milliarden Jahre geschätzt wird.

Die Astronomen konnten drei Hauptgruppen von Sternhaufen ausmachen: eine alte Population von Haufen metallarmer Sterne, einige Haufen alter, aber metallreicher Sterne und nun die erstmals aufgespürte Population von Haufen junger und metallreicher Sterne.

Diese Erkenntnis wurde durch spektroskopische Beobachtungen mit einem anderen Riesenteleskop, dem 10 m-Keck-Teleskop auf Hawaii, voll bestätigt.

"Wir freuen uns sehr, daß aus der Zusammenarbeit zwischen zwei von Europa geförderten Projekten - VLT und Hubble - so bedeutende wissenschaftliche Ergebnisse hervorgehen", sagt der Hubble-Projektwissenschaftler der ESA, Piero Benvenuti. "Die Synergie zwischen den modernsten Boden- und Weltraumteleskopen trägt weiterhin Früchte und bereitet den Weg für eindrucksvolle neue Entdeckungen, die sonst nicht möglich wären."

Die Entdeckung junger Kugelsternhaufen in alten Galaxien ist überraschen, weil man bisher glaubte, daß die Sterne in den gigantischen elliptischen Galaxien ausnahmslos in einer einzigen Epoche der frühen Geschichte des Universums entstanden sind. Jetzt ist klar, daß manche Galaxien ihr wahres Wesen verbergen und in Wirklichkeit sehr viel jüngere Perioden aktiver Sternbildung durchlaufen haben.

Hinweise für die Redakteure:

Diese Pressemitteilung wird in Absprache mit der ESO herausgegeben.

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein internationales Gemeinschaftsvorhaben der ESA und der NASA.

Das für diese HST/VLT-Beobachtungen verantwortliche Team wird seine Ergebnisse auf der Konferenz "New Horizons in Globular Cluster Astronomy" vorstellen, die vom 24. bis 28. Juni 2002 in Padua (Italien) stattfindet.

Dem Team gehören an: Markus Kissler-Patig (Europäische Südsternwarte, Deutschland), Thomas H. Puzia (Universität München, Deutschland), Stephen E. Zepf (Yale University und Michigan State University, USA), Michael Hilker (Sternwarte der Universität Bonn, Deutschland), Dante Minitti (Katholische Universität Santiago, Chile), Paul Goudfrooij (STScI, Baltimore, USA) und Maren Hempel (Europäische Südsternwarte, Munich, Deutschland). Nähere Auskunft erteilen:

ESA Abteilung Öffentlichkeitsarbeit

Referat Medienbeziehungen

Tel.: +33(0)1 53 69 71 55

Fax: +33(0)1 53 69 76 90

Lars Lindberg Christensen

Hubble-Informationszentrum der Europäischen Weltraumorganisation,

Garching, Deutschland

Tel.: +49-89-3200-6306 (089 in Deutschland)

Handy (24h): +49-173-3872-621 (0173 in Deutschland)

E-Mail: lars@eso.org

Richard West

ESO-Pressereferat, Garching, Deutschland

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E-Mail: rwest@eso.org

Weitere Informationen:

Referat Medienbeziehungen
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