Bonner Studie: Sternentstehung findet größtenteils im Verborgenen statt

Bonn (ots) - Physiker der Universität Bonn und der University of
St. Andrews, Schottland, haben jüngst die Messungen von
Sternentstehungsraten in Galaxien völlig revidiert. Zum Testen ihrer
Theorie machten sie eine Vorhersage, die nun von einer amerikanischen
Studie bestätigt worden ist. Ihre Ergebnisse werfen alle heute
gültigen Modelle der Galaxienentwicklung in weiten Bereichen über den
Haufen.

Um die Entwicklung der Galaxien im Universum verstehen zu können,
muss man wissen, wie viele Sterne in Galaxien gebildet werden. Nun
kann man aufgrund der großen Entfernung die Sterne in anderen
Galaxien nicht einfach zählen. Die Astronomen behelfen sich daher mit
einem Trick.

Die Schwergewichte unter den jungen Sternen verraten ihre Existenz
nämlich dadurch, dass sie das Gas in ihrer Galaxie zum Leuchten
anregen - und zwar in einer streng definierten Farbe. Astronomen
sprechen von der H-Alpha-Linie. Aus der Intensität dieser Linie
können sie auf die Zahl der jungen Giganten schließen. Bislang nahm
man an, dass das Zahlenverhältnis zwischen schweren und leichten
"Jung-Sternen" stets gleich ist. Unter dieser Bedingung lässt sich
leicht berechnen, wie viele Sterne insgesamt gebildet werden.

Einige Sternhaufen unserer eigenen Galaxie sind uns so nahe, dass
die Astronomen in ihnen noch einzelne Sterne zählen können. Auf diese
Weise konnten sie bestimmen, wie viele leichte auf einen schweren
Sternenjüngling kommen. Diesen Wert haben sie dann einfach für andere
Galaxien übernommen. "Und genau darin steckt der Wurm", erklärt Jan
Pflamm-Altenburg vom Bonner Argelander-Institut.

Denn schwere Sterne werden nur in schweren Sternhaufen gebildet.
Kleine Sternhaufen senden dagegen gar keine H-Alpha-Linie aus.
Schwere Sternhaufen entstehen zudem nur in großen Galaxien, in denen
jedes Jahr viele neue Sterne das Licht der Welt erblicken. Als Folge
hat man die Sternentstehungsraten der kleinen Galaxien bisher völlig
unterschätzt.

Um die Richtigkeit dieser Theorie auf die Probe zu stellen, haben
Pflamm-Altenburg und der Bonner Astronom Professor Dr. Pavel Kroupa
in Zusammenarbeit mit Carsten Weidner von der schottischen St.
Andrews-Universität einen Test entwickelt. Junge Sterne verraten ihre
Anwesenheit nicht nur durch H-Alpha-Strahlung, sondern auch durch
Aussendung von UV-Licht. An Entstehung dieser UV-Strahlung sind auch
leichtere junge Sterne beteiligt. Nach der herkömmlichen Theorie ist
das Verhältnis von H-Alpha- zu UV-Strahlung konstant (eben weil auf
einen schweren Jungstern immer dieselbe Zahl leichter Sterne kommt).
Stimmt jedoch die Annahme der drei Forscher, sollte sich diese
Relation in kleineren Galaxien aber zu Gunsten der UV-Strahlung
verschieben.

Genau diesen vorhergesagten Effekt haben amerikanische Astronomen
nun beobachtet. "Bisher dachte man immer, dass die kleinen Galaxien
viel ineffizienter Sterne bilden als die großen Galaxien. Sie
enthalten zwar viel Gas, nutzen es aber nicht", sagt Jan
Pflamm-Altenburg. "Tatsächlich ist die Geburtenrate in ihnen aber
viel höher." Kombiniert man UV- und H-Alpha-Messung, kommt man zu
einem sehr einfachen Zusammenhang: Hat eine Galaxie doppelt so viel
Gas, bildet sie auch doppelt so viele Sterne.

Die Ergebnisse werfen alle heute gültigen Modelle der
Galaxienentwicklung in weiten Bereichen über den Haufen. "Diese
Modelle wurden geradezu darauf hin entwickelt, die niedrigen
Sternentstehungseffizienzen der kleinen Galaxien zu erklären", sagt
Pavel Kroupa. "Diese gibt es aber gar nicht. Wir stehen also
eigentlich wieder komplett am Anfang."

Pflamm-Altenburg, Jan; Kroupa, Pavel (2009, ApJ, 706, 516): The
fundamental gas depletion and stellar-mass buildup times of star
forming galaxies.

Originaltext: Universität Bonn
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