Riesige Welle an Sterngeburten schon vor zwölf Milliarden Jahren

13. März 2013, 19:01
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ALMA-Teleskop versorgte Astronomen schon vor der offiziellen Inbetriebnahme mit faszinierenden Daten

Santiago de Chile/Berlin - Unzählige Sterne sind einer Studie zufolge deutlich früher entstanden als bisher angenommen. Nach Erkenntnissen eines internationalen Forscherteams gab es die massivsten Wellen an Sterngeburten in der Geschichte des Universums größtenteils bereits vor etwa zwölf Milliarden Jahren. "Das ist nur zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall und eine Milliarde Jahre früher als bisher angenommen", sagte der Leiter des Teams, Axel Weiß vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. Die Erkenntnisse präsentieren die Forscher in der Fachzeitschrift "Nature" und dem "Astrophysical Journal".

Während dieser sogenannten "Starbursts" wandeln Galaxien mit hoher Geschwindigkeit gewaltige Mengen von kosmischem Gas und Staub in neue Sterne um. "In der Milchstraße entsteht pro Jahr eine neue Sonne, in diesen Galaxien sind es 1.000 pro Jahr", sagt Weiß. "Das kann man nur in fernen Galaxien beobachten, in unserer Nachbarschaft gibt es das überhaupt nicht."

Jugendliches Universum und fernes Wasser

Die Einblicke in die "stürmische Jugendphase des Universums" bekamen die Forscher durch das Riesen-Teleskop ALMA in der chilenischen Atacamawüste - und das schon vor dessen offizieller Inbetriebnahme am Mittwochnachmittag. Bei der Entdeckung waren nach Angaben der Wissenschafter erst 16 der insgesamt 66 Teleskope in Betrieb. "Da kann man sich ungefähr vorstellen, was ALMA in Zukunft noch leisten kann", sagte Weiß.

Ganz nebenbei entdeckten die Forscher mit ALMA auch noch Wasser in rekordverdächtiger Ferne. In entlegenen Galaxien konnten die Astronomen das am weitestens entfernte Wasser im Universum entdecken, das bisher beobachtet wurde.

Es ist eröffnet!

Beobachtet wird zwar schon seit zwei Jahren, als die ersten Antennen einsatzbereit waren - doch jetzt ist es auch offiziell soweit: Mit dem Teleskop ALMA wurde am Mittwoch das größte Astronomieprojekt der Welt feierlich eröffnet. 60 von letztlich 66 riesigen Parabol-Antennen wurden bislang in der chilenischen Atacama-Wüste in 5.000 Metern Höhe installiert. Sie sollen die Erforschung unserer kosmischen Ursprünge ermöglichen. Die europäische Astronomieorganisation ESO sowie Partner aus Nordamerika, Ostasien und Chile haben das mehr als eine Milliarde Euro teure Radioteleskop gebaut. Die Mitgliedschaft Österreichs bei der ESO ermöglicht auch österreichischen Forschern, mit einem der weltweit höchstgelegenen Teleskope in bisher unerreichter Empfindlichkeit und Auflösung zu beobachten.

An der offiziellen Eröffnung in der Basisstation von ALMA nahe dem Ort San Pedro de Atacama im Norden Chiles nahmen u.a. der chilenische Präsident Sebastian Pinera sowie Wissenschaftsminister und Vertreter der beteiligten Länder bzw. Organisationen teil. Aus Österreich waren u.a. Wissenschaftsminister Karlheinz Töchterle, der Chef der Universitätenkonferenz, Heinrich Schmidinger, und die Astrophysikerin und Forschungsvizerektorin der Universität Innsbruck, Sabine Schindler, Österreichs Vertreterin im ESO-Aufsichtsrat, angereist.

Unsichtbarer Teil des Universums sichtbar gemacht

Die riesigen Empfangsschüsseln von ALMA registrieren Strahlung in einem Abschnitt des Spektrums zwischen fernem Infrarot-Licht und Mikrowellen im Millimeter-Bereich (0,3 bis 9,6 Millimeter) - daher auch der Name "Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array" (ALMA). Das menschliche Auge kann Wellenlängen im Millimeterbereich nicht mehr wahrnehmen, das für uns sichtbare Lichtspektrum liegt bei 380 bis 780 Nanometer. Das Teleskop eröffnet dagegen einen Blick auf einen Teil des Universums, das für Teleskope, die im sichtbaren und infraroten Lichtbereich arbeiten, völlig verborgen bleibt.

Ausgesendet wird diese Strahlung von den kältesten Objekten im Universum: ausgedehnten, nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt (minus 273,15 Grad Celsius) kalten Gas- und Staubwolken. Diese zu beobachten ist deswegen interessant, weil genau dort einer der spannendsten astronomischen Vorgänge passiert: die Geburt neuer Sterne. Auch Galaxien aus dem frühen Universum lassen sich mit ALMA beobachten.

Klare Sicht

Die Astrophysikerin Sabine Schindler hebt auch die hohe Auflösung der ALMA-Bilder hervor, die besser sei als selbst jene des Hubble Weltraumteleskops. Zudem zeichne sich das Teleskop durch eine bisher unerreichte Empfindlichkeit aus, die es ermögliche, "ganz schwache Objekte zu untersuchen, die man vorher gar nicht sehen konnte", betonte Schindler.

Der Grund dafür, ALMA in einer so entlegenen, unwirtlichen und lebensfeindlichen Umgebung zu bauen, liegt in den unübertroffenen Beobachtungsbedingungen. In 5.000 Metern Seehöhe muss das einfallende Licht deutlich weniger störende Atmosphärenschichten durchqueren. Zudem gilt die Atacama-Wüste als trockenste Gegend der Welt - ein Vorteil, da Wasserdampf die Millimeter- und Submillimeter-Strahlung abschwächt. (APA/red, derStandard.at, 13. 3. 2013)

  • Die ALMA-Teleskopanlage ist eröffnet - ihre Arbeit hat sie schon längst aufgenommen.
    foto: reuters/ivan alvarado

    Die ALMA-Teleskopanlage ist eröffnet - ihre Arbeit hat sie schon längst aufgenommen.

  • Die vier Hubble-Aufnahmen von weit entfernten Galaxien wurden mit ALMA-Daten (rot) kombiniert. Sie zeigen die fernen Hintergrundgalaxien, die vom Gravitationslinseneffekt verzerrt werden. Ursache dieser Verzerrungen sind Vordergrundgalaxien (Hubble-Daten, blau). Die Hintergrundgalaxien werden zu Lichtbögen verzogen, welche die Vordergrundgalaxien umgeben.
    foto: alma (eso/nrao/naoj), y. hezaveh et al.

    Die vier Hubble-Aufnahmen von weit entfernten Galaxien wurden mit ALMA-Daten (rot) kombiniert. Sie zeigen die fernen Hintergrundgalaxien, die vom Gravitationslinseneffekt verzerrt werden. Ursache dieser Verzerrungen sind Vordergrundgalaxien (Hubble-Daten, blau). Die Hintergrundgalaxien werden zu Lichtbögen verzogen, welche die Vordergrundgalaxien umgeben.

  • Die schematische Darstellung zeigt, wie sich der Lichtweg einer fernen Galaxie im Schwerefeld einer näher gelegenen Vordergrundgalaxie verändert, die als Linse fungiert und so die ferne Galaxie heller, aber verzerrt aussehen lässt. Dabei entstehen charakteristische ringförmige Strukturen, sogenannte Einsteinringe. Die Analyse der Verzerrungen hat ergeben, dass einige der fernen Starburstgalaxien bis zu 40 Billionen (40 Millionen Millionen) mal so hell sind wie unsere Sonne. Hinzu kommt ein Verstärkungseffekt um einen Faktor von bis zu 22.
    foto: alma (eso/nrao/naoj), l. calçada (eso), y. hezaveh et al.

    Die schematische Darstellung zeigt, wie sich der Lichtweg einer fernen Galaxie im Schwerefeld einer näher gelegenen Vordergrundgalaxie verändert, die als Linse fungiert und so die ferne Galaxie heller, aber verzerrt aussehen lässt. Dabei entstehen charakteristische ringförmige Strukturen, sogenannte Einsteinringe. Die Analyse der Verzerrungen hat ergeben, dass einige der fernen Starburstgalaxien bis zu 40 Billionen (40 Millionen Millionen) mal so hell sind wie unsere Sonne. Hinzu kommt ein Verstärkungseffekt um einen Faktor von bis zu 22.

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