Einer internationalen Gruppe von Astronomen half die kurze aber intensive Beleuchtung nach einem Gammastrahlungsausbruch, um die Zusammensetzung von Materie in weit entfernten Galaxien zu untersuchen. Dabei stellte sich überraschenderweise heraus, dass einige sehr früh entstandene Galaxien mehr unterschiedliche chemische Elemente aufweisen als unsere Sonne.
Quelle: Niels Bohr Institut Universität Kopenhagen. Vertont von Peter Rittinger.
(Bild: NASA)
Bei Gammastrahlungsausbrüchen (GRB = Gamma Ray Burst) handelt es sich um die kräftigsten und hellsten Sternexplosionen im Universum. Derartige Ausbrüche können von Erdsatelliten festgestellt werden, anschließend ist es für auf der Erde stationierte Teleskope möglich, das Licht, das bei solchen Ausbrüchen entstanden ist, im Detail zu studieren. Der als GRB 090323 bezeichnete Ausbruch wurden vom US-amerikanischen Weltraumteleskop Swift alias Explorer 84 entdeckt. Anschließend wurde er von den Teleskopen der Anlagen GROND und VLT in Chile untersucht.
Die Beobachtungen mit dem VLT zeigten, dass das intensive Licht vom Gammastrahlungsausbruch auf dem Weg zur Erde eine Region zweier nahe beieinander liegender Galaxien – in einer von ihnen fand der Ausbruch statt – durchquert hatte. Rund 12 Milliarden Jahre sind die beiden Galaxien alt. In Relation ist das Universum nicht viel älter: Heute schätzt man sein Alter auf rund 13,7 Milliarden Jahre.
Möglichkeiten zur Beobachtung weit entfernter Galaxien ergeben sich laut Thomas Krüehler, Astrophysiker am Niels Bohr Institut der Universität Kopenhagen, sehr selten. Das starke Licht nach einem Gammastrahlenausbruch holt Regionen der Sternentstehung kurzzeitig aus dem Dunkel und ist ein kraftvolles Werkzeug, das der Erforschung der Zusammensetzung der Materie in diesen Region dient, so Thomas Krüehler.
(Bild: ESO/L. Calçada)
In Sternen bilden sich schwere Elemente aus heißem Wasserstoffgas. Die Atome verschmelzen, dabei wird Licht und damit Energie frei. Explodiert und stirbt ein Stern, werden die fusionierten Elemente in den umgebenden Raum geblasen, wo sie zu einem Teil der großen Gas- und Staubwolken werden, aus welchen sich neue Sterne bilden können. Jede neue Generation dieser Wolken und der aus ihnen entstandenen Sterne weist einen größere Anteil schwererer Elemente als die jeweils vorhergehende auf.
Thomas Krüehler berichtete, dass man erwartet hatte, Galaxien würden im sehr jungen Universum nicht in der Lage gewesen sein, so viele schwere Elemente zu erzeugen. Deshalb sei man jetzt sehr überrascht, feststellen zu müssen, dass solche Galaxien einen größeren Anteil schwererer Elemente enthalten als unsere Sonne.
Unsere intensiven Untersuchungen von Gammastrahlenausbrüchen zeigen, dass einige junge Galaxien bereits reich an schwereren Elementen sind und nur zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall schon Metalle enthalten können, sagte Thomas Krüehler, und erklärte, dass die Bestimmung des Metallgehalts in weit entfernten Galaxien eine diffizile Angelegenheit, aber essentiell notwendig für das Verständnis der Entwicklung des Kosmos ist.
Thomas Krüehler, der innerhalb der Forschergruppe verantwortlich für die Sammlung geeigneter Daten war und eine maßgebliche Rolle bei der Prüfung der Verlässlichkeit der wissenschaftlichen Ergebnisse, die aus den Beobachtungen gewonnen wurden, spielt, freut sich schon auf den Einsatz eines neuen, X-shooter genannten, teilweise in Kopenhagen entstandenen Instruments für das VLT. Das Instrument wird den Forschern erlauben, Gammastrahlungsausbrüche in jungen, weit entfernten Regionen des Universums noch detaillierter zu untersuchen.
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