Bildnachweis: NASA / JPL / UA
Astronomen, die glauben zu wissen, wie das sehr frühe Universum zu so viel interstellarem Staub kam, müssen nach neuen Ergebnissen des Spitzer-Weltraumteleskops erneut nachdenken.
In den letzten Jahren haben Beobachter riesige Mengen interstellaren Staubes in der Nähe der entferntesten Quasare des sehr jungen Universums entdeckt, nur 700 Millionen Jahre nachdem der Kosmos im Urknall geboren wurde.
"Und das wird eine große Frage", sagte Oliver Krause vom Steward Observatory der Universität von Arizona in Tucson und vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. "Wie konnte sich all dieser Staub so schnell gebildet haben?"
Astronomen kennen zwei Prozesse, die den Staub bilden, sagte Krause. Ein alter, sonnenähnlicher Stern in der Nähe des Todes erzeugt Staub. Zwei Infrarot-Weltraummissionen haben gezeigt, dass bei Supernovae-Explosionen Staub entsteht.
„Der erste Prozess dauert mehrere Milliarden Jahre“, stellte Krause fest. "Supernovae-Explosionen hingegen erzeugen Staub in viel kürzerer Zeit, nur etwa 10 Millionen Jahren."
Als Astronomen im vergangenen Jahr berichteten, dass sie im Supernova-Überrest Cassiopeia A eine Submillimeter-Emission von massiven Mengen kalten interstellaren Staubes entdeckt hatten, betrachteten einige das Rätsel als gelöst. Typ-II-Supernovae wie „Cas A“ produzierten wahrscheinlich den interstellaren Staub im sehr frühen Universum. (Typ-II-Supernovae stammen von massiven Sternen, die nach dem Zusammenbruch ihrer Kerne bei großen Explosionen auseinander explodieren.)
Krause und Kollegen vom Steward Observatory der UA und dem Max-Planck-Institut in Heidelberg haben nun herausgefunden, dass die detektierte Submillimeter-Emission nicht vom Cas A-Rest selbst stammt, sondern von dem Molekülwolkenkomplex, von dem bekannt ist, dass er entlang der Sichtlinie zwischen Erde und Cas A existiert. Sie berichten über die Arbeit in der Ausgabe vom 2. Dezember von Nature.
Cas A ist der jüngste bekannte Supernova-Überrest in unserer Milchstraße. Es ist ungefähr 11.000 Lichtjahre entfernt, hinter den Perseus-Spiralarmwolken, die ungefähr 9.800 Lichtjahre entfernt sind. Krause vermutet, dass die Perseus-Wolken erklären, warum Astronomen des späten 17. Jahrhunderts nicht berichteten, den brillanten Ausbruch von Cas A um 1680 beobachtet zu haben. Cas A ist so nahe an der Erde, dass die Supernova das hellste Sternobjekt am Himmel gewesen sein sollte, aber Staub darin Die Perseuswolken verdunkelten die Sicht.
Das Team aus Arizona und Deutschland hat Cas A mit dem ultra-wärmeempfindlichen Multiband Imaging Photometer (MIPS) an Bord des Spitzer-Weltraumteleskops bei Wellenlängen von 160 Mikron kartiert. Diese langen Wellenlängen sind am empfindlichsten gegenüber kalter interstellarer Staubemission. Anschließend verglichen sie die Ergebnisse mit Karten von interstellarem Gas, die zuvor mit Radioteleskopen erstellt wurden. Sie fanden heraus, dass der Staub in diesen interstellaren Wolken praktisch die gesamte Emission bei 160 Mikrometern aus der Richtung von Cas A ausmacht.
Abgesehen von der Emission dieses Staubes gibt es in Cas A keine Hinweise auf große Mengen an kaltem Staub, so das Team.
"Astronomen müssen im frühen Universum weiter nach der Staubquelle suchen", sagte der Astronom und Regents-Professor George Rieke vom UA Steward Observatory. Rieke ist Hauptforscher für das MIPS-Instrument des Spitzer-Weltraumteleskops und Mitautor des Nature-Papiers.
"Die Lösung dieses Rätsels wird den Astronomen zeigen, wo und wie sich die ersten Sterne gebildet haben, oder vielleicht darauf hinweisen, dass es einen nicht-stellaren Prozess gibt, der große Mengen Staub produzieren kann", sagte Rieke. "So oder so (das Finden der Staubquelle) wird offenbaren, was in der Entstehungsphase für Sterne und Galaxien vor sich ging, eine Epoche, die auf andere Weise kaum beobachtet wird."
Autoren des Nature-Artikels „Kein kalter Staub im Supernova-Rest Cassiopeia A“ sind Oliver Krause, Stephan M. Birkmann, George H. Rieke, Dietrich Lemke, Ulrich Klaas, Dean C. Hines und Karl D. Gordon.
Birkmann, Lemke und Klaas sind beim Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Krause, Rieke und Gordon sind beim Steward Observatory der Universität von Arizona. Hines ist beim Space Science Institute in Boulder, Colorado.
Originalquelle: UA-Pressemitteilung
