Gesundheit : Einsteins Vergrößerungsglas

Schon die Urgalaxien produzierten Staub und Sterne

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Schon kurz nach dem Urknall entstand Wasserstoff, dazu Helium und ein wenig Lithium. Kohlenstoff oder Sauerstoff dagegen, die für das Leben so wichtigen Elemente, gab es im Kosmos zunächst nicht. Sie mussten erst in Sternen ausgebrütet werden.

Wissenschaftler des MaxPlanck-Instituts für Radioastronomie in Bonn haben nun beobachtet, dass diese Produktion 700 Millionen Jahre nach dem Urknall bereits in vollem Gange war. In Quasaren, den Galaxien der Frühzeit, gab es schon damals ähnliche Mengen Kohlenmonoxid und Staub, wie wir sie heute, 13 Milliarden Jahre später, in unserer Umgebung vorfinden. Der Staub war also damals schon von den ersten Sternengenerationen erzeugt worden.

Frank Bertoldi und seine Bonner Kollegen fingen die Wärmestrahlung der Urgalaxien mit dem 30 Meter großen Radioteleskop auf dem Pico Veleta bei Granada in Spanien und dem „Very Large Array“ in New Mexico ein. Das Licht war etwa 13 Milliarden Jahre unterwegs gewesen, um zur Erde zu gelangen.

In der Regel nehmen Astronomen solch weit entfernte Galaxien auch mit den besten Teleskopanlagen nur als winzige Fleckchen wahr. Die Bonner Forscher und ihre Kollegen konnten allerdings in einige Quasare hineingucken und so Details über die Verteilung der Materie in den Galaxien aufdecken.

Dabei kam ihnen nicht zuletzt der Zufall zu Hilfe: Vor einen Quasar, den sie beobachteten, hatte sich ein bislang nicht näher identifiziertes Objekt geschoben. Es behinderte die Sicht jedoch nicht, sondern verbesserte sie sogar:

Wegen seiner großen Masse lenkte es die vom Quasar ausgehenden Lichtstrahlen ab. Der Quasar war nun keine verwaschenes Fleckchen mehr, sondern formte einen hellen Ring. Dieser „Einstein-Ring“ wirkte wie eine kosmische Lupe: Sie verstärkte das eingefangenen Licht. Dadurch konnten die Forscher das Zentrum und die äußeren Regionen der frühen Galaxie deutlich voneinander trennen.

In der Mitte der Galaxie sitzt ein Schwarzes Loch. Und die meiste Strahlung, die der Quasar aussendet, stammt aus der Umgebung dieses Schwarzen Loches. Denn die dichte Materieansammlung im Herzen der Galaxie saugt Unmengen Gas und Staub aus dem Umfeld an. Beim Einsturz auf das Schwarze Loch leuchtet das Gas hell auf.

Das Schwarze Loch und sein Anziehungsbereich machen jedoch nur einen kleinen Teil der Galaxie aus. Dagegen sind Staub und Sterne weit über die scheibenförmige Galaxie verteilt. „Dass solch gewaltige Mengen an Staub und schweren Elementen schon so früh nach dem Urknall in den ersten sichtbaren Galaxien existiert haben, hätte vor zehn Jahren noch niemand vermutet“, sagt Bertoldi. Die glückliche Beobachtung habe „die Vorstellung untermauert, dass in den staubigen Molekülwolken der Quasare in großer Zahl neue Sterne entstehen“. tdp

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