Den Zwergen auf der Spur

News: Den Zwergen auf der Spur

Die Milchstraße, die man abends am Himmel sehen kann, zeigt uns die Scheibe der großen Spiralgalaxie, in der wir mit Erde und Sonne beheimatet sind. Es gibt im Universum sehr viele solcher Galaxien, und Astronomen meinten bislang, die Struktur der Galaxien verstanden zu haben. Die Entdeckung der vielen Zwerggalaxien, die erst mit der Einführung des CCD als Detektor und dem Bau immer größeren Teleskope gemacht werden konnte, führte zu vielen Fragen nach Herkunft und Entwicklung dieser relativ kleinen Sterngebilden. Das von der DFG finanzierte Graduiertenkolleg über die Magellanschen Wolken und andere Zwerggalaxien, das in einer Kooperation zwischen den Universitäten Bonn und Bochum betrieben wird, hat nach fünf Jahren Forschung nun in einer internationalen Tagung (18.-21.1.98) Bilanz gezogen.

Aus einem Dutzend verschiedener Länder (darunter USA und Australien) waren etwa 50 Forscher angereist. Sie tauschten zusammen mit den 30 Beteiligten des Graduiertenkollegs eine Woche im Tagungsbereich des Physik-Zentrums in Bad Honnef Kenntnis und Erfahrung aus und diskutierten über einige neue Forschungergebnisse.

Nachrichten aus der Urphase des Universums

Zwerggalaxien sind im Gegensatz etwa zu unserer Milchstraße chemisch sehr wenig entwickelt. In den masseärmsten Vertretern findet man Häufigkeiten der Elemente, wie man sie in der Urphase der Galaxien-Entstehung vor ca. 15 Milliarden Jahren vermutet. Sie helfen damit auch, die sehr fernen Sternsysteme, die man neuerdings mit dem Weltraumteleskop Hubble entdeckt hat, zu verstehen. Dabei sind die Astronomen auch der Frage auf der Spur, ob Zwerggalaxien als Bausteine größerer Galaxien gedient haben könnten. Andere stellen aber die Frage, ob die Zwerggalaxien von großen Galaxien abgetrennt wurden, da kürzlich Zwerggalaxien in den „Trümmern“ kollidierender Galaxien festgestellt wurden. Über die Erforschung der Zwerggalaxien erhoffen die Astronomen sich übrigens auch Fortschritte hin zum Verständnis der immer noch sehr rätselhaften „dunklen Materie“, da sich solche Zwerggalaxien dynamisch viel einfacher verstehen lassen.

Von Temperaturen und Gasdichten

Die Mitarbeiter der Sternwarte der Universität Bonn haben Spektren analysiert, die mit dem Deutschen Spektrographen während der deutsch-amerikanischen ASTRO-SPAS space shuttle Mission gewonnen wurden. Darin entdeckten sie noch nie gesehene Anzeichen für molekularen Wasserstoff in unserer Nachbar-Zwerggalaxie, der Großen Magellanschen Wolke. Diese Entdeckung wird es erlauben sehr genaue Gasdichten und Temperaturen in dieser Zwerggalaxie sehr genau zu bestimmen.

.. und erstaunlich gutem Vakuum

Bei dem Umlauf der Magellanschen Zwerggalaxie um die Milchstraße wird eine Spur von Wolken zurückgelassen, die in einem langen Band wie Kondensstreifen an dem Astronomenhimmel zu sehen ist. Am Radioastronomischen Institut hat man nun entdeckt, daß diese Verwirbelungen sehr viel stärker sind, als aus gängigen Theorien hervorging. Auf der Tagung wurde vorgestellt, daß die Messungen auf ein erstaunlich gutes Vakuum in dem fernen Außenbereich unserer Galaxie hinweisen.

Bochumer Forschungen bestätigen Hubble-Teleskop-Beobachtungen

Wie die Magellanschen Wolken sich um unsere Milchstraße bewegen, so sind auch andere Milchstraßensysteme von Zwergbegleitern umgeben. Wie zwei junge Bochumer Wissenschaftler in ihren Beiträgen durch eine sorgfältige Untersuchung der Lichtverteilung in Galaxien demonstrieren, kann die gegenseitige Anziehung dabei, ähnlich der Gezeitenwirkung zwischen Erde und Mond, zu Änderungen der äußeren Form von Galaxien führen. Eine wichtige Folgerung aus diesen Arbeiten ist, daß die Formen der Galaxien nicht aus den Bedingungen des Urknalls abzuleiten sind, sondern sich erst aus einer Entwicklung über Jahrmilliarden ergeben – ein Ergebnis, das im Einklang mit letzten Resultaten des Hubble-Weltraum-Teleskops steht.

Wechselwirkungen mit explodierenden Sternen

Zwerggalaxien sind dafür bekannt, daß sie sich langsamer entwickeln als massive Galaxien wie etwa unsere Milchstraße. Es ist daher viel eher möglich, in diesen die komplexe Wechselbeziehung zwischen dem interstellaren Medium und den Sternen, die sich ständig aus dem Gas dieses Mediums bilden, zu untersuchen. Dies ist Gegenstand einer umfangreichen Studie im Graduiertenkolleg. Wenige Tage vor dieser Konferenz konnte erstmals aufgezeigt werden, daß dort, wo vormals massive Sterne als Supernovae explodiert sind, nunmehr eine heiße, verdünnte Gasblase existiert. Die Ränder der Blase werden durch warmes Gas gebildet, während ihr Inneres mit heißem, im Röntgenbereich strahlendem Gas gefüllt ist.

Überraschende Anhäufungen von Riesenmolekülwolken

In einem anderen Projekt wurde erstmals die Zwerggalaxie NGC 4449 vollständig auf Anwesenheit vom Kohlenmonoxid untersucht, und es zeigen sich überraschenderweise Anhäufungen von Riesenmolekülwolken, deren Existenz direkt auf heftige, großräumige Bewegungen zurückzuführen ist. Diese Riesenwolken sind Materieverdichtungen, die dem eigentlichen Prozeß der Sternentstehung vorangehen.