Das Vorhandensein riesiger "Kohlenstoffkokons" um Galaxien verblüfft Wissenschaftler

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José Manuel NievesJosé Manuel Nieves

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Ein internationales Forscherteam hat gerade die Entdeckung des Giganten angekündigt Kohlenstoff-Kokons mit mehr als 30.000 Lichtjahren Durchmesser um eine Reihe von sehr jungen Galaxien. Dies ist die erste Bestätigung, dass die Kohlenstoffatome, die in den ersten Sternen des frühen Universums erzeugt wurden, weit über die Galaxien hinausreichen, in denen sie geboren wurden.

Bis jetzt hatte keine theoretische Studie die Existenz dieser riesigen Kokons um wachsende Galaxien vorhergesagt, die sich ausbreiten neue Zweifel über das Ausmaß unseres Verständnisses der kosmischen Evolution. Der beeindruckende Befund wurde von einem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Seiji Fujimoto vom Niels Bohr-Institut der Universität Kopenhagen gemacht, während Daten aus früheren Beobachtungen mit dem ALMA-Teleskop in Chile untersucht wurden. Die Arbeit wurde gerade im Astrophysical Journal veröffentlicht.

„Wir untersuchen das wissenschaftliche Archiv von ALMA gründlich – erklärt Fujimoto – und sammeln alle Daten, die Funksignale von Kohlenstoffionen in den Galaxien des frühen Universums enthalten, nur eine Milliarde Jahre nach dem Urknall. Durch die Kombination aller Daten erreichen wir eine beispiellose Sensibilität. Das Erhalten eines Datensatzes mit der gleichen Qualität mit einer Beobachtung würde 20-mal länger dauern als typische ALMA-Beobachtungen, was fast unmöglich zu erreichen ist.

Der Ursprung schwerer Elemente

Schwere Elemente wie Kohlenstoff oder Sauerstoff gab es im Universum nicht zum Zeitpunkt des Urknalls. Tatsächlich wurden sie alle viel später durch Kernfusion in den ersten Sternen gebildet. Es ist jedoch noch nicht bekannt, wie sich diese Elemente im gesamten Universum ausbreiten konnten. Astronomen hatten bereits schwere Elemente in "Babygalaxien" gefunden, jedoch niemals darüber hinaus, möglicherweise aufgrund der begrenzten Empfindlichkeit ihrer Teleskope. Das Fujimoto-Team hat es jedoch geschafft, die von ALMA erfassten schwachen Signale in verschiedene Beobachtungen einzufügen und dann in der Datendatei zu speichern, wodurch diese Empfindlichkeit erheblich erhöht wurde.

„Die Wolken aus gasförmigem Kohlenstoff sind fast fünfmal so groß wie die Verteilung der Sterne in den Galaxien“, erklärt Masami Ouchi vom japanischen National Astronomical Observatory und Mitautor der Forschung Hubble Raum. Was wir gesehen haben waren riesige Wolken schweben in einem schwarzen Universum wie Kohle».

Woher kommt dieser Kohlenstoff?

Rob Ivison, wissenschaftlicher Direktor des European Southern Observatory und ein weiterer Unterzeichner des Artikels, fügt hinzu, dass «Supernova-Explosionen in der Endphase des Lebens vieler Sterne plötzlich die im Inneren erzeugten schweren Elemente ausstoßen. Und es ist möglich, dass die Energiestrahlen und die Strahlung, die von den supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren der Galaxien ausgestrahlt werden, dazu beitragen könnten, Kohlenstoff außerhalb der Galaxien selbst zu transportieren und schließlich im gesamten Universum zu verbreiten. Wir erleben zum ersten Mal diesen Prozess, die erste Umweltverschmutzung des Universums ».

In ihrem Artikel weisen die Forscher darauf hin, dass derzeit theoretische Modelle vorliegen Sie können Kohlenstoffwolken nicht so groß erklären um junge Galaxien, was wahrscheinlich darauf hindeutet, dass neue physikalische Prozesse in kosmologische Simulationen einbezogen werden müssten. Diese jungen Galaxien scheinen tatsächlich eine Menge kohlenstoffreiches Gas auszutreiben, die alle Erwartungen übertroffen hat.

Fujimoto erklärt jedoch, dass Kohlenstoff nicht das Einzige ist, was in diesen "Kokons" vorkommt: Andere Elemente wie Sauerstoff und Stickstoff wurden ebenfalls nachgewiesen, obwohl ihre Signale schwächer waren. Seine bloße Anwesenheit sagt uns jedoch, dass andere Elemente als Kohlenstoff denselben Prozess durchlaufen könnten. Und das braucht natürlich noch viel mehr Forschung.

Derzeit nutzt das Team ALMA und andere Teleskope auf der ganzen Welt, um die Auswirkungen der Entdeckung auf galaktische Emissionen und kohlenstoffreiche Halos in der Umgebung von Galaxien weiter zu untersuchen.

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