Originalbeitrag: Astrónomos miden la cantidad de gas «invisible» desde donde nacen las estrellas

Astronomen Messen Unsichtbares Gas, Das Die Geburt Von Sternen Beeinflusst

In der kosmischen Nähe der Milchstraße befinden sich zwei riesige und rätselhafte Strukturen: die Magellanschen Wolken.

Eine davon, die „Kleine Wolke“, bietet einen idealen Ort, um zu untersuchen, wie Sterne entstehen. Karla Rodríguez Ambler, Masterstudentin der Astronomie an der Universität von Concepción und Mitglied des Millennium-Kernprojekts Galaxien (MINGAL), führte eine Studie an, die ergeben hat, dass 77% des Gases, das diese Sterne bildet, «versteckt» ist, da es mit der traditionellen Methode, die Wissenschaftler verwenden, nicht sichtbar gemacht werden kann.

Wie versteckt sich dieses Gas? „Sterne entstehen innerhalb großer Wolken, die aus einem Gas bestehen, das als molekularer Wasserstoff bezeichnet wird. Dieser ist mit Teleskopen sehr schwer direkt zu erkennen“, erklärt Karla Rodríguez.

Daher suchen Astronomen häufig nach einem anderen Gas, das leichter zu erkennen ist, dem Kohlenmonoxid (CO), welches fast immer zusammen mit Wasserstoff vorkommt. „Es ist wie das Suchen einer Person anhand dessen, was der Schatten hinterlässt“, ergänzt die Forscherin.

In Gebieten mit wenig interstellarer Materie und schwereren Elementen als Wasserstoff, wie der Kleinen Magellanschen Wolke, kann das Licht junger Sterne das Kohlenmonoxid zerstören. Der molekulare Wasserstoff bleibt jedoch vorhanden, um neue Sterne zu bilden, wird jedoch für Teleskope unsichtbar.

Mónica Rubio, Astronomin am Institut für Astronomie der U. de Chile und Teil des Forschungsteams, hebt hervor: „Dies ist das erste Mal, dass wir die massiven Beiträge des molekularen Gases in den Regionen, in denen die Sterne in der Kleinen Magellanschen Wolke geboren werden, quantifizieren konnten, wo nur 20% der Komponenten zur Untersuchung dieser Zonen zur Verfügung stehen.“

Um dieses versteckte Gas zu finden, verwendete das Team einen weiteren Hinweis: eine Art von Kohlenstoff, den man IONISIERTEN KOHLENSTOFF nennt.

Dank diesem konnten sie mit hoher Präzision berechnen, wie viel unsichtbares Gas in diesem Gebiet vorhanden war. Um dies zu erreichen, kombinierten sie Informationen von mehreren Teleskopen: SOFIA, APEX, ASKAP, Parkes und Herschel. Jedes bot ihnen ein einzigartiges Puzzlestück.

„Diese Daten erhielten wir durch Beobachtungen, die ich an Bord des stratosphärischen Flugzeugs der NASA (SOFIA) durchführte. Ich flog nach Neuseeland, wo das Flugzeug stationiert war, und konnte zwei Nächte hintereinander fliegen, um die Beobachtungen durchzuführen. Es war eine unvergessliche und einzigartige Erfahrung. Wir flogen die ganze Nacht in Richtung Antarktis und ich durfte während des Starts mit den Piloten in der Kabine sitzen. Es war fantastisch, und während wir die Beobachtungen machten, konnte ich die Südauroren sehen“, erklärt Dr. Rubio.

Warum ist diese Entdeckung wichtig?

Die Kleine Magellansche Wolke ähnelt, wie die Galaxien in der sehr jungen Phase des Universums waren, kurz nach dem Urknall. Daher könnte diese Entdeckung auch zur Untersuchung von viel weiter entfernten und älteren Galaxien dienen.

Wenn dieselbe Situation auch in entfernten Galaxien vorkommt, bedeutet das, dass Wissenschaftler möglicherweise die Menge an verfügbarem Gas zur Sternbildung im frühen Universum unterschätzt haben könnten.

Für Rodrigo Herrera Camus, Direktor von MINGAL, Astronom an der U. de Concepción und Betreuer von Karla, bringt diese Forschung uns näher daran, „zu verstehen, wie Galaxien ihre Sterne gebildet haben, von den ersten Galaxien nach dem Urknall bis zu unserer eigenen Galaxie, was weiterhin eine der großen Herausforderungen der Astronomie bleibt“.

„Von MINGAL tragen wir dazu bei, diese Frage zu beantworten, indem wir Beobachtungen von leistungsstarken Observatorien wie ALMA und APEX in Chile sowie SOFIA, dem infraroten Observatorium, das auf einem Flugzeug flog, kombinieren“, betont Herrera Camus.

„Dieser molekulare Gasbeitrag, gemessen durch die Emission des ionisierten Kohlenstoffatoms [CII], ermöglichte es uns festzustellen, dass 70% der Masse in dem liegen, was wir als den ‘dunklen’ Kohlenmonoxid (CO) Gas bezeichnen. Dies hilft uns zu verstehen, wie kleine Galaxien mit wenigen chemischen Elementen zu Beginn des Universums Sterne bilden konnten“, fügt Dr. Mónica Rubio hinzu.

Jetzt plant das Team, weitere Zonen dieser Galaxie zu untersuchen, um ihre Berechnungen weiter zu verbessern.

„Die Ergebnisse könnten auch dazu beitragen, Beobachtungen von primitiven Galaxien, die mit ALMA und dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) durchgeführt wurden, zu interpretieren und die Sternentstehungsmodelle für Umgebungen mit niedriger Metallizität zu verbessern“, schließt Karla Rodríguez.

Veröffentlichung

Diese Forschung vereinte Daten, die über einen Zeitraum von fast 10 Jahren, von 2016 bis 2025, gesammelt wurden. Die Studie wurde von Rodrigo Herrera Camus und Mónica Rubio geleitet und in der wissenschaftlichen Zeitschrift Astronomy & Astrophysics unter dem Titel „Tracing the hidden molecular gas in the Small Magellanic Cloud with SOFIA and APEX“ veröffentlicht, welcher über diesen Link zugänglich ist.

Coverbild: Manuel Peitsch