Wie man Geburtsraten misst

Die verschiedenen Stadien der Sternentstehung lassen sich auf unterschiedliche Weise nachweisen. Bei einer Reihe davon spielen sogenannte Emissionslinien eine Rolle – charakteristische Strahlung, die in eng begrenzten Frequenzbereichen ausgesandt wird. Spezifische Emissionslinien (etwa molekulare Linien des Kohlenmonoxids, CO) entstehen, wenn Materiewolken kollabieren und sich darin neue Sterne bilden.

Andere dieser spektralen Fingerabdrücke, wie die O III-Linie, treten auf, wenn die Ultraviolettstrahlung junger, sehr heißer Sterne Elektronen der seltenen Sauerstoffatome, die sich in umgebenden Gaswolken finden, wegpustet. Sauerstoffatome, die gerade zwei Elektronen verloren haben, befinden sich direkt danach meist nicht im Zustand niedrigster Energie; stattdessen strahlen sie Licht bei genau definierten Frequenzen aus – die OIII-Emissionslinien, die eine charakteristische grüne Farbe besitzen.

In der hier vorgestellten Studie wurden die Sternentstehungsraten auf dem Umweg über die O III-Aussendungen abgeschätzt. Aus der O III-Strahlung lässt sich auf die Anwesenheit heißer, junger Sterne schließen, die wiederum ein Anzeichen dafür ist, dass in dem entsprechenden Gebiet nach wie vor neue Sterne entstehen. Für Galaxien, die so weit von uns entfernt sind wie die hier untersuchten, ist die charakteristische grüne O III-Strahlung durch die kosmische Expansion so stark zu längeren Wellenlängen (rot-)verschoben, dass sie uns als Nahinfrarotlicht erreicht.

CANDELS ist die erste Infrarot-Durchmusterung, die derart leuchtschwache Objekte wie Ansammlungen von Sauerstoffatomen am anderen Ende des Universums aufspüren kann. Das ist der Grund, weshalb sich die Zwerggalaxien erst jetzt verrieten. Für vier Galaxien wurde die O III-Emission mithilfe der Wide Field Camera 3 des Hubble-Teleskops direkt in den Spektren registriert. Für die anderen rekonstruierten die Astronomen die Emission aus der charakteristischen Färbung, die sie den Galaxienbildern verleiht.

MP/HOR