Astronomen schätzen Sternenlicht

Auch die größten Teleskope können den wahren Glanz ferner Galaxien nur annähernd erfassen. Das zeigen neue Berechnungen europäischer und australischer Forscher. Weil sie zuvor von Staubkörnchen geschluckt wird, schafft es nur ein Teil der von einem Stern abgegebenen Strahlung aus dessen Heimatgalaxie heraus.

Je nach Blickwinkel kann eine große Galaxie vergleichsweise schmalbrüstig wirken. Bild: C. Howk (JHU), B. Savage (U. Wisconsin), N. A. Sharp (NOAO)/WIYN/NOAO/NSF

Im Mittel gelangt etwa jedes zweite abgestrahlte Photon in den Raum zwischen den Galaxien, schätzen die Forscher um Simon Driver von der Universität im schottischen St. Andrews und Richard Tuffs vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik. Die Resultate ihrer Modellrechnungen stellen sie im Fachblatt “Astrophysical Journal Letters” vor.

Der Großteil der Strahlung im Universum wird von Sternen abgegeben, die in ihrem Innern leichte Elemente zu schwereren verschmelzen. Das von den Forschern entwickelte Modell schätzt, welcher Teil dieser Strahlung wiederum von Staubkörnchen absorbiert und schließlich als langwellige Wärmestrahlung wieder abgegeben wird. Dabei berücksichtigt es, dass der Staub in verschiedenen Teilen einer Galaxie unterschiedlich dicht ist und dass das Licht – je nachdem, ob die Galaxie dem Beobachter eher den Äquator oder eher einen Pol zuwendet – unterschiedlich weit durch diese Bereiche laufen muss.

Die Forscher nutzten Beobachtungsdaten über 10.000 Galaxien in der kosmischen Nachbarschaft der Milchstraße, um ihr Modell zu kalibrieren. Demnach wird mehr Sternenlicht vom Staub geschluckt als bislang vermutet. Im kurzwelligen Ultraviolett schaffen es nur etwa 10 Prozent der Photonen bis in den intergalaktischen Raum, im sichtbaren Bereich liegt der Anteil um 60 Prozent und im Infrarot sind es etwa 80 Prozent. Insbesondere die dicht verschleierten Galaxienkerne mit ihren extrem massereichen Schwarzen Löchern scheinen tatsächlich fünfmal heller zu leuchten als beobachtet, so die Forscher.

Auf Basis ihrer Resultate schätzen Driver, Tuffs und Kollegen den Ausstoß elektromagnetischer Energie im näheren Umkreis der Milchstraße auf 4,6 Billiarden Watt pro Kubik-Lichtjahr. Davon gelangen nur etwas mehr als 50 Prozent auf direktem Wege in den intergalaktischen Raum. Der Rest wird zuvor von Staub absorbiert und in längerwellige Strahlung umgewandelt.

Forschung: Simon P. Driver, Scottish Universities’ Physics Alliance (SUPA), School of Physics and Astronomy, University of St Andrews; Cristina C. Popescu, Centre for Astrophysics, University of Central Lancashire, Preston; Richard J. Tuffs, Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg; und andere

Veröffentlichung Astrophysical Journal Letters, Vol. 678(2), L101-L104, DOI 10.1086/588582; Preprint arXiv:0803.4164

WWW:
Simon Driver, University of St Andrews
Infrared Astrophysics Group, Max-Planck-Institut für Kernphysik
Millennium Galaxy Catalogue
Dust in Galaxies
Electromagnetic Spectrum

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