In den letzten 20 Jahren hat Pierre Madau Galaxien im Hubble Deep Field untersucht. Das ist eine Aufnahmeserie vom Hubble Space Teleskop mit extrem langer Belichtungszeit, s.d. auch schwächste Galaxien sichtbar werden.
Sein Ziel ist es die SFR (star forming rate), die Sternbildungsrate in den Galaxien zu messen.
Dazu gibt es viele Arbeiten und Ansätze, Madau wollte aber herausfinden, wie sich die SFR im Laufe der Entwicklung des Universums verändert.
Weit entfernte Galaxien sind letztlich Lichtpunkte...da sieht man keine Teilgebiete, die sich näher untersuchen lassen.
Das Licht der ersten Sterne wird von den Wasserstoffwolken in den Galaxien absorbiert. Die aber kann man mit der 21 cm Strahlung in der Radioastronomie beobachten und auf die Lichtabsorption anwenden. Letztlich kann man dadurch die Menge der hellen jungen Sterne in einer Galaxie gut abschätzen.
Das Ergebnis, was auch von anderen Autoren und von Modellrechnungen bestätigt wird:
In den ersten 2 Milliarden Jahren nach dem Urknall ist die SFR etwa um den Faktor 50 angestiegen und dann einige Milliarden Jahre auf diesem hohen Wert geblieben.
Seit etwa 8 Milliarden Jahren sinkt die SFR wieder, zur Zeit ist sie auf 10% des Höchstwertes gesunken.
Sehr eindrucksvoll wird das durch das Madau-Diagramm dargestellt.
Auf der waagerechten Achse ist nach rechts wachsend die Rotverschiebung z dargestellt. Sie ist ein Maß für die Lichtlaufzeit, d.h. die Zeit, die wir zurückschauen, wenn wir diese Galaxie beobachten.
Je weiter rechts also eine Galaxie ist, desto jünger beobachten wir sie.
Nach oben wird in einem logarithmischen Maß die SFR aufgetragen.
Das erste Diagramm stammt aus der Arbeit von Madau, das zweite ist eine Veröffentlichung des MPI für Radioastronomie.
Die Ursache für das deutliche Nachlassen der Sternbildung wird diskutiert. Insgesamt sollte noch ausreichend Material vorhanden sein, aber es scheint durch die vorliegende Verteilung in Galaxien nicht nutzbar zu sein.
Supernovaexplosionen liefern auch nicht genug nach.
Was bedeutet das?
Sterne sind sowas wie die Zellen des Universums. Sie sterben aus und es folgen nicht genug nach...
Kennen wir irgendwoher...
In etwa 10 Milliarden Jahre wird es kaum noch neue Sterne geben. Die Spiralarme der Galaxien werden dunkel. Die Strukturen des Universums hören auf aktiv zu sein.
Das unvermeidliche Schicksal des Aufhörens, Sterbens, Endens ist eine kosmische Eigenschaft, die auch vor dem Kosmos nicht halt macht.
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