Das infrarote Hubble’sche-Stimmgabel-Diagramm

Wissenschaftler des 'Spitzer Legacy Project' SINGS (Spitzer Infrared Nearby Galaxy Survey) veröffentlichten Aufnahmen von 75 nahen Galaxien, die sie mit dem Infrarotobservatorium Spitzer beobachtet hatten. Ausgehend vom Hubble’schen-Stimmgabel-Diagramm klassifizierten die Astronomen die untersuchten Galaxien in Elliptische Galaxien, Spiralgalaxien, erweiterten das Diagramm um die Klasse der Irregulären Galaxien und präsentierten Hubble’s-Stimmgabel-Diagramm im Infraroten als Farbposter, welches von jedermann heruntergeladen werden kann [1].

1925 führte Edwin Hubble ein Klassifizierungs-Diagramm für Galaxien ein. Unter den Astronomen ist dieses Diagramm – aufgrund der Ähnlichkeit zu einer  Stimmgabel – als Hubble's-Stimmgabel-Diagramm (engl.: Hubble’s Tuning-Fork) bekannt. Elliptische Galaxien „E“ befinden sich in diesem Diagramm links, wohingegen Spiralgalaxien rechts liegen.  Die Spiralgalaxien  sind noch einmal in reguläre Spiralgalaxien („S“; rechts oben) und Balkenspiralgalaxien („SB“; rechts unten) aufgeteilt. Abhängig von ihrer Elliptizität unterteilen sich die Elliptischen Galaxien in acht Klassen – von „E0“ (rund) bis „E7“ (lang und dünn). Sowohl reguläre Spiralgalaxien als auch Balkenspiralgalaxien werden in vier Klassen – (a-d) abhängig davon wie stark die Spiralarme um das Zentrum gewunden sind – unterteilt.

Das Infrarotobservatorium Spitzer beobachtete 75 nahe Galaxien im Rahmen des SINGS Projekts. Basierend auf Hubble's-Stimmgable-Diagramm klassifizierten SINGS-Wissenschaftler diese 75 Galaxien in Elliptische Galaxien, Spiralgalaxien und Irreguläre Galaxien.  

Edwin Hubble war davon überzeugt, dass Galaxien in ihrer „Jugend“ Elliptische Galaxien waren und im Laufe ihrer Entwicklung und mit höherem Alter sich in Spiralgalaxien umwandelten. Deshalb bezeichnete dieser Pioneer der extragalaktischen Astronomie Elliptische Galaxien als Frühtyp-Galaxien (engl.: early-type galaxies)  und Spiralgalaxien als Spättyp-Galaxien (engl.: late-type galaxies).  Der aktuellste Stand der Forschung ist jedoch nun, dass sich Elliptische Galaxien durch Verschmelzungen von Spiralgalaxien entwickeln haben sollten.

In den vergangenen Jahren beobachtete Spitzer im Rahmen des SINGS Projekts 75 der uns nächsten Galaxien im Infraroten. Die Farbbilder erstellten die Forscher mit 3 Filtern von Spitzer – die verschiedene Wellenlängenbereiche im Infraroten abdecken. Alte Sterne strahlen in diesem Farbposter ihr Licht vor allem im Blauen aus.  Im Grünen ist insbesondere das organische Molekül PAH (polyaromatische Kohlenwasserstoffe) zu sehen, welches hauptsächlich in Gebieten mit intensiver Sternentstehung vorkommt. Warmer Staub und Gas, die durch neugeborene Sterne erhitzt werden, sind in diesem Farbbild in Rot dargestellt.

Die Farbkodierung stellt einfach und eindrucksvoll den Unterschied von Elliptischen Galaxien und Spiralgalaxien dar. Elliptische Galaxien sind in dieser Darstellung  eher bläulich, da diese Galaxien vor allem von alten Sternen dominiert sind. Dies deutet stark daraufhin, dass das für die Sternentstehung notwendige Gas so gut wie aufgebraucht ist  und somit fast keine Sternentstehung mehr in diesen Objekten stattfindet. In Spiralgalaxien jedoch bilden sich immer noch Sterne. In dem Poster ist gut zu sehen, dass die Spiralgalaxien vor allem grün und rötlich gefärbt sind. Eindrucksvoll ist zu sehen, dass die Sternentstehung vor allem in den Spiralarmen dieser Galaxienklasse stattfindet. Wohingegen in den Zentren der Spiralgalaxien so gut wie keine Sterne mehr gebildet werden und diese somit von der alten Sternpopulation dominiert und bevölkert sind. Spiralgalaxien, die erste Anzeichen von einer Balkenstruktur in ihrem Inneren zeigen, klassifiziertes das SINGS-Team als Intermedian-Spiralgalaxien. Irreguläre Galaxien befinden sich in dieser Abbildung im linken unteren Bereich. In diesen Galaxien findet Sternenstehung in einigen bestimmten Gebieten ohne Muster statt.

Das vom SINGS-Team vorgestellte Poster – basierend auf Hubble’s Stimmgabel-Diagramm – bestärkt theoretische Überlegungen, Simulationen und frühere Beobachtungen, dass sich Elliptische Galaxien tatsächlich aus Spiralgalaxien entwickelt haben könnten.

 

Bis zum nächsten Blog,

Euer Helmut Dannerbauer

 

Quelle:

[1]: Spitzer Press Release, 14. Dezember 2007

 

Veröffentlicht von

Der promovierte Astrophysiker Helmut Dannerbauer – wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg – fokussiert sich in seinem Blog auf die Erforschung von Galaxien und deren Entwicklung im jungen Universum.

Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Schickes Poster

    Es lohnt sich, mal auf den von Herrn Dannerbauer angegebenen Link zu klicken und das Poster im Großformat zu bestaunen. Die Farbcodierung finde ich allerdings etwas ungewöhnlich, da es ja die jungen, heißen Sterne sind, die im sichtbaren Licht blau leuchten.

  2. Farbkodierung

    Lieber Herr Taube,

    freut mich sehr, dass Ihnen das vorgestellte Poster gefällt. Hier sind einige Anmerkungen zu der auf den ersten Blick ungewöhnlich erscheinenden Farbkodierung.

    Die SINGS-Wissenschaftler kodierten die drei verwendeten Filter wie folgend:
    * Blau: Filter bei 3.6 Mikrometer – empfindlich vor allem für Licht von alten Sternen;
    * Grün: Filter bei 8.0 Mikrometer – empfindlich vor allem für das organische Molekül PAH (polyaromatische Kohlenwasserstoffe), welches in der Umgebung von jungen, heißen Sternen existiert;
    * Rot: Filter bei 24 Mikrometer – empfindlich vor allem für den Staub („Abfallprodukt“ der Sternentstehung), der durch junge, heiße Sterne erhitzt wird.

    Im Optischen sehen wir direkt das Licht von den jungen, heißen Sternen die Blau leuchten. Hingegen im Infraroten sehen wir die Strahlung der jungen, heißen Sternen nur „indirekt“ – vor allem Staub und das organischen Molekül PAH. Bezüglich der Farbkodierung, die die SINGS-Wissenschaftler wählten, ist zu sagen, dass dem Filter mit der kürzesten Wellenlänge Blau zugeordnet wurde. Blau ist ja im Optischen bei einer kürzeren Wellenlänge zu finden als Grün oder Rot. Die hier gewählte Farbkodierung ist typisch für infrarote Aufnahmen.

Schreibe einen Kommentar