Winzige Kristalle in unruhigen Galaxien

Das Spitzer Weltraumteleskop der NASA hat eine seltene Gruppe kollidierender Galaxien beobachtet, deren ineinander vermischte Zentren von einer Substanz umgeben sind, die gemahlenem Glas ähnelt.

Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: NASA. Vertont von Guido Schumann.

Die Kristalle sind im wesentlichen Sandkörner, die wahrscheinlich durch einen Stern in Glas umgewandelt wurden. Es ist das erste Mal, dass Silikatkristalle außerhalb unserer Galaxie nachgewiesen wurden.
„Wir waren überrascht, dass wir derart kleine und empfindliche Kristalle im Zentrum einer so unruhigen Region des Universums finden würden,“ sagte Dr. Henrik Spoon von der Cornell University. „Kristalle dieser Art werden leicht zerstört, in diesem Fall werden sie aber wahrscheinlich von massiven, sterbenden Sternen schneller produziert als sie zerfallen.“

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Künstlerische Darstellung zweier verschmelzender Galaxien mit grünlich schimmernden Kristallen
(Bild: NASA)

Die Entdeckung wird Astronomen helfen, die Entwicklung von Galaxien besser zu verstehen. Auch unsere eigene Galaxie wird in mehreren Milliarden Jahren mit der benachbarten Andromeda-Galaxie verschmelzen.

„Es ist, als fege ein riesiger Sandsturm durch das Zentrum der verschmelzenden Galaxien,“ sagte Dr. Lee Armus vom Spitzer Science Center am Caltech.

Silikate, wie Glas, benötigen Hitze, um in Kristalle umgewandelt zu werden. Diese Silikatpartikel können in der Milchstraße in begrenzter Anzahl um bestimmte Sterne, wie zum Beispiel unsere Sonne, gefunden werden. Auf der Erde funkeln sie an sandigen Stränden und in der Nacht sausen sie, neben anderen Teilchen, als Sternschnuppen durch die Erdatmosphäre. Vor kurzem konnten sie von Spitzer auch im Innern des Kometen Tempel 1 nachgewiesen werden, nachdem die NASA-Sonde Deep Impact den Kometen getroffen hatte.

Die von Spitzer beobachteten Galaxien unterscheiden sich deutlich von unserer Milchstraße. Sie sind hell und enthalten viel Staub und werden deshalb auch “Ulirgs” (ultraluminous infrared galaxies) genannt. Diese Ulirgs schwimmen gewissermaßen in Silikatkristallen. Ein kleiner Teil dieser Ulirgs kann wegen des hohen Staubanteils nicht genau bestimmt werden, bei den meisten handelt es sich jedoch um zwei Spiralgalaxien während der Verschmelzung. Die Zentren sind unruhige Orte, häufig mit großen, jungen Sternen und manchmal auch mit supermassiven Schwarzen Löchern.

Woher kommen nun die Kristalle? Astronomen verdächtigen massereiche Sterne im Zentrum als die hauptsächlichen Produzenten. Spoon und seine Kollegen vermuten, dass diese Sterne die Kristalle erzeugen, bevor und während sie als Supernova explodieren. Die Kristalle bestehen jedoch nur für kurze Zeit. Die Wissenschaftler glauben, dass ein Teilchenbombardement der Supernovae die Kristalle auch wieder zerstört.

„Stellen Sie sich zwei mit Mehl beladene Laster vor, die miteinander kollidieren und kurz danach in eine weiße Wolke gehüllt sind,“ sagte Spoon. „Durch Spitzer sehen wir die Momentaufnahme einer Wolke aus Kristallen, erzeugt durch die Kollision zweier Galaxien.“

Der Infrarotspektrograph von Spitzer konnte in 21 von 77 untersuchten Ulirgs Silikate nachweisen. Die 21 Galaxien befinden sich in Entfernungen zwischen 240 Millionen und 5,9 Milliarden Lichtjahren. Den übrigen 56 Galaxien steht die staubige Phase noch bevor, oder aber der Staub ist bereits verflogen.

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