Sternenstaub, Starburst und Galaxien

Modelle zufolge werden Galaxien bei hierarchischen Zusammenschlüssen zu einer schrittweisen Ansammlung von Nachbargalaxien gebildet. Das Zusammenspiel von Gas und Staub führt zu Starburst-Aktivität. Massiven elliptischen Frühtyp-Galaxien fehlen jedoch große Mengen an kühlem Staub und Gas und sie werden durch ihre alten Sternpopulationen definiert.

EU-finanzierte Wissenschaftler validierten eine vorgeschlagene Lösung für dieses seit langem bestehende Problem in bahnbrechenden Arbeiten des Projekts THE HIERARCHY PROBE ("Galaxy evolution: solving the hierarchy problem with powerful AGN"). Hierfür wandten sie elegante Analysetechniken auf neueste Weltraumbeobachtungen vom EU-Weltraumteleskop Herschel an.

Aktive Galaxienkerne (AGN) sind supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum oder Kern von Galaxien, die kurze aber sehr hochenergetische Jets von Elementarteilchen emittieren. Sie galten als die wahrscheinlichsten Kandidaten für eine Unterdrückung der Sternentstehung, aber eine direkte Verbindung zwischen AGN und Sternbildung fehlte.

Staub ist der beste Indikator für die Sternentstehung, weil er die Strahlung von heißen jungen Sternen absorbiert und im Infrarotbereich wieder emittiert. Allerdings können auch AGN den Staub aufheizen. Mit Priorität und sensationellen vom Herschel-Programm "Must Do" bewilligten 29 Stunden für Photometrie zu Wellenlängen, die Staub unterschiedlichster Arten und Temperaturen abdecken, lieferte das Team deutliche Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen AGN und einer unterdrückten Sternentstehung.

Zum ersten Mal haben Daten eine Verallgemeinerung auf die Gesamtpopulation von Galaxien ermöglicht. Die Wissenschaftler haben gezeigt, dass Galaxien mit AGN, deren Strahlaktivität die Emissionsspektren dominiert, im Vergleich zu denen ohne AGN relativ große Mengen an Staub aufweisen, und trotzdem wird die Sternentstehung unterdrückt. Etwa 15% haben sogar mehr Staub als Galaxien mit einer intensiven Sternentstehung. Physikalische Staubmodelle basierend auf den Spektren werden erstmals belastbare und vollständig empirische Vorlagen der spektralen Energieverteilung von AGN bereitstellen.

Forscher haben überzeugende Beweise für einen Zusammenhang zwischen AGN mit starker Jet-Aktivität und der Unterdrückung der Sternentstehung vorgelegt. Die Fortsetzung der Arbeit wird mit Sicherheit viele andere Teams zugute kommen, die auf dem von THE HIERARCHY PROBE gelegten Fundament aufbauen können.