Bildunterschrift: Dieses tiefe Bild zeigt die Region des Himmels um den Quasar HE0109-3518 nahe der Bildmitte. Cantalupo (UCSC)
Wie findet man eine dunkle Galaxie? Bringen Sie etwas Licht in das Motiv. Dunkle Galaxien - alte Galaxien, die wenig bis gar keine Sterne enthalten - wurden theoretisiert als existent angesehen, aber bisher nicht beobachtet. Ein internationales Team von Astronomen glaubt, diese schwer fassbaren Objekte entdeckt zu haben, indem es beobachtet, wie sie leuchten, wenn sie von einem Quasar beleuchtet werden.
Dunkle Galaxien sind kleine, gasreiche Galaxien im frühen Universum, die bei der Bildung von Sternen sehr ineffizient sind. Sie werden von Theorien der Galaxienbildung vorhergesagt und gelten als Bausteine der heutigen hellen, sterngefüllten Galaxien. Astronomen glauben, dass sie möglicherweise große Galaxien mit einem Großteil des Gases gespeist haben, das sich später zu den heute existierenden Sternen gebildet hat.
Da diese dunklen Galaxien im Wesentlichen keine Sterne haben, emittieren sie nicht viel Licht, so dass sie sehr schwer zu erkennen sind. Seit Jahren versuchen Astronomen, neue Techniken zu entwickeln, die die Existenz dieser Galaxien bestätigen könnten. Kleine Absorptionseinbrüche in den Spektren von Hintergrundlichtquellen deuten auf ihre Existenz hin. Diese neue Studie ist jedoch das erste Mal, dass solche Objekte direkt gesehen wurden.
"Unsere Herangehensweise an das Problem der Entdeckung einer dunklen Galaxie bestand einfach darin, ein helles Licht darauf zu werfen", sagte Simon Lilly vom Institut für Astronomie der ETH Zürich, Mitautor eines neuen Papiers, das in den Monthly Notices of veröffentlicht wurde die Royal Astronomical Society. „Wir haben nach dem fluoreszierenden Leuchten des Gases in dunklen Galaxien gesucht, wenn diese vom ultravioletten Licht eines nahe gelegenen und sehr hellen Quasars beleuchtet werden. Das Licht des Quasars lässt die dunklen Galaxien in einem ähnlichen Prozess aufleuchten, wie weiße Kleidung in einem Nachtclub von ultravioletten Lampen beleuchtet wird. “
Fluoreszenz ist die Emission von Licht durch eine Substanz, die von einer Lichtquelle beleuchtet wird. Quasare sind sehr helle, weit entfernte Galaxien, und ihre Helligkeit macht sie zu mächtigen Leuchtfeuern, die dazu beitragen können, die Umgebung zu beleuchten und die Zeit zu erforschen, in der sich die ersten Sterne und Galaxien aus Urgas bildeten.
Dieses Video zoomt in die Region um den Quasar, HE 0109-3518:
Um das extrem schwache fluoreszierende Leuchten dieser dunklen Galaxien zu erkennen, verwendete das Team das Very Large Telescope (VLT) und machte eine Reihe sehr langer Belichtungen, wobei eine Region des Himmels um den hellen Quasar HE 0109-3518 kartiert wurde. Sie suchten nach dem ultravioletten Licht, das Wasserstoffgas emittiert, wenn es intensiver Strahlung ausgesetzt wird.
Das Team entdeckte fast 100 gasförmige Objekte, die innerhalb weniger Millionen Lichtjahre vom Quasar liegen, und verengte die möglichen dunklen Galaxien auf 12 Objekte. Das Team sagt, dies seien die bisher überzeugendsten Identifikationen dunkler Galaxien im frühen Universum.
"Unsere Beobachtungen mit dem VLT haben Beweise für die Existenz kompakter und isolierter dunkler Wolken geliefert", sagte Sebastiano Cantalupo von der University of California in Santa Cruz, Hauptautor des Papiers. "Mit dieser Studie haben wir einen entscheidenden Schritt getan, um die obskuren frühen Stadien der Galaxienbildung und die Art und Weise, wie Galaxien ihr Gas erhalten haben, aufzudecken und zu verstehen."
Die Astronomen konnten auch einige der Eigenschaften der dunklen Galaxien bestimmen und schätzen, dass die Masse des Gases in ihnen etwa das 1-Milliarden-fache der Masse der Sonne beträgt, was typisch für gasreiche Galaxien mit geringer Masse im frühen Universum ist . Sie konnten auch abschätzen, dass die Effizienz der Sternentstehung im Vergleich zu typischen sternbildenden Galaxien, die in einem ähnlichen Stadium der kosmischen Geschichte gefunden wurden, um einen Faktor von mehr als 100 unterdrückt wird.
Quelle: ESO
