Die Bildung von Sternen lässt eine Galaxie heller strahlen, weil viele der neu entstandenen Sterne massereich, heiß und hell sind. Diese jungen Sterne bilden sich in staubhaltigen Materiewolken, die ihr sichtbares Licht blockieren – deshalb sind leuchtkräftige Galaxien in unserem Universum optisch oft schwach. Aber der Staub absorbiert das Licht und strahlt es in infraroten Wellenlängen wieder ab. Astronomen können das Infrarotlicht von Galaxien verwenden, um die Sternentstehungsrate abzuleiten, sogar ohne diese Sterne zu sehen.
Die Methode funktioniert allerdings nicht immer gut. Andere Prozesse können Staub erwärmen und zu einer Überschätzung der Sternentstehungsrate führen, beispielsweise ein aktives Schwarzes Loch im Kern der Galaxie. Auf der anderen Seite absorbiert der Staub manchmal nicht das gesamte Licht, was eine Unterschätzung der Rate nach sich zieht.
Es gibt in Galaxien drei dominante Prozesse, die Röntgenstrahlung emittieren: sehr heißes, interstellares Gas; massereiche, kompakte Doppelsternsysteme, die Röntgenstrahlung abgeben; und Akkretion, die die Materie um ein Schwarzes Loch aufheizt. Die beiden erstgenannten Prozesse sind eine Folge der Sternentstehung. Aufgrund der Probleme mit Infrarotemissionen von Staub würden Astronomen gerne die Röntgenemissionen als eine alternative Messmethode für die Sternentstehungsaktivität benutzen. Das Problem ist die Herangehensweise an die Kontamination durch die Emissionen des Kerns.
Der Astronom Stefano Mineo vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) konnte zusammen mit vier Kollegen die Stärke der Röntgenemissionen gegen die Sternentstehungsrate kalibrieren und fand eine sehr gute Übereinstimmung. Um das Problem der Kontamination durch den Kern zu lösen, begrenzten sie ihre Studie auf eine Stichprobe von 66 nahen Galaxien ohne Anzeichen für Aktivität in ihren Kernen, was durch ihre geringen Röntgenemissionen bestätigt wurde. In diesen Objekten stellten die Forscher einen linearen Zusammenhang zwischen der Stärke der Röntgenemissionen und der Sternentstehungsrate fest. Außerdem bestimmten sie, dass etwa 66 Prozent der Röntgenhelligkeit von dem Röntgendoppelstern-Phänomen ausgeht und der Rest hauptsächlich von dem heißen, interstellaren Gas stammt.
Das Ergebnis stellt Astronomen neben der Infrarotstrahlung eine alternative Methode für die Schätzung der Sternentstehungsaktivität zur Verfügung. Die Astronomen berichten auch, dass ihre Ergebnisse nicht von der Entfernung einer Galaxie abzuhängen scheinen (zumindest nicht im sehr weit entfernten Universum), was diese schwächeren und schwerer zu analysierenden Galaxien für die neue Diagnostik zugänglich macht.
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/su201405
(THK)
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