Dichtes Gas in ultraleuchtkräftigen infraroten Galaxien

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine optische Aufnahme des im Infraroten leuchtkräftigen Galaxiensystems NGC 6240, welches in Wirklichkeit ein System aus wechselwirkenden Galaxien ist. Neuere Forschungen an diesem System und ähnlichen Galaxien deuten darauf hin, daß die voll im Gang befindliche, besonders effiziente Sternentstehung größtenteils in Gebieten mit sehr dichtem Gas abläuft. Hubble Space Telescope


 
Ultraleuchtkräftige infrarote Galaxien weisen Leuchtkräfte auf, die eine Billiarde Sonnen übertreffen. (Im Vergleich dazu beträgt die Leuchtkraft der Milchstraße nur ungefähr 10 Milliarden Sonnen.) Eine extreme infrarote Aktivität steht bekanntlich mit wechselwirkenden Galaxien in Verbindung und optische Aufnahmen zeigen in der Tat, daß viele ultraleuchtkräftige Systeme in einem Zustand des Zusammenpralls vorzufinden sind. Doch ist der physikalische Mechanismus (Mechanismen), der die Leuchtkraft tatsächlich antreibt, bis heute nicht verstanden. Könnte der gleiche Vorgang (Vorgänge) auf einem niedrigeren Niveau auch in unserer Galaxis ablaufen?
Eine der wichtigsten Quellen der Gesamtenergieproduktion in Galaxien ist die Sternentstehung und ultraleuchtkräftige Galaxien zeigen die deutlichen Anzeichen des Vorhandenseins heftiger Sternentstehung. In einer neuen Arbeit liefern sieben Astronomen Argumente dafür, daß diese Aktivität das Ergebnis eines höheren Anteils dichter Wolken aus Gas in diesen Objekten darstellt und diese Klumpen dichten Gases vermutlich das Resultat der galaktischen Kollision sind. Die Schlußfolgerung wiederspricht früheren Erklärungen, in denen Röntgenstrahlung zentraler Schwarzer Löcher verantwortlich ist für die chemische Anreicherung des Gases mit Molekülen, die Sternentstehung begünstigen.
Die Astronomen kamen durch 34 nah gelegene, im Infraroten leuchtkräftige Galaxien zu ihren Folgerungen, die sie im emittierten Licht von drei wichtigen Molekülen untersuchten: CO, HCN und ionisiertes HCO. Diese Moleküle sind empfindliche Sonden der Gesamtgasdichten, die von ungefähr 1.000 Molekülen / cm3 bis nahezu 100 Millionen Molekülen / cm3 reichen. Die Gruppe verglich die Helligkeit der Strahlung jeder Molekülart mit der Gesamtleuchtkraft der Galaxie; die Astronomen fanden eine starke Beziehung in dem Sinn, daß je heller die Moleküllinien, umso höher die Leuchtkraft. Dieses Ergebnis ist früher schon bekannt gewesen und schien sinnvoll, da neue Sterne aus dem Gas entstehen. Neu an der Untersuchung ist die Feststellung der Autoren, daß dichteres Gas mit einer höheren Rate Sterne hervorbringt: die drei Molekülarten in dieser Studie dienen als Muster für Gas, das in den stellaren Produktionsraten einen Faktor von etwa einer Million umfaßt. Die neue Forschungsarbeit zeigt überzeugend, daß für die Sternentstehung andere vermutete Mechanismen, zum Beispiel angereicherte chemische Häufigkeiten, weniger wichtig sind. Zusätzlich liefert die Arbeit eine willkommene, ziemlich umfassende Untersuchung der Gasdichten in leuchtkräftigen Galaxien.