// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Zwerggalaxien verlieren den Großteil des von ihren Sternen produzierten Sauerstoffs
Von dem Sauerstoff, den ihre Sterne im Laufe der Zeit herstellen, behalten 37 nahe Zwerggalaxien im Mittel nur rund elf Prozent. Eine neue Bestandsaufnahme deutet darauf hin, dass galaktische Winde große Mengen davon aus den kleinen Sternsystemen hinausgetragen haben. Wo der fehlende Sauerstoff heute liegt, ist weiterhin ungeklärt.
New Brunswick (U.S.A.). Schwere Elemente entstehen im Innern von Sternen und gelangen später in das Gas ihrer Galaxien. Dort können sie in neue Sterne eingehen oder durch energiereiche Ausströmungen in die Umgebung transportiert werden.
Wie viel von diesen Elementen zurückbleibt, hängt unter anderem von der Anziehungskraft einer Galaxie ab. Besonders massearme Zwerggalaxien könnten große Anteile verlieren, weil sich ihr Gas leichter aus dem Gravitationsfeld entfernen lässt.
Forscher des Space Telescope Science Institute (STScI) um Kristen B. W. McQuinn haben im Projekt Galaxies Losing Oxygen via Winds (GLOW) den Sauerstoffhaushalt von 37 nahen, gasreichen Zwerggalaxien rekonstruiert. Diese liegen rund drei bis 20 Millionen Lichtjahre entfernt, sodass das Weltraumteleskop Hubble in ihnen noch einzelne Sterne unterscheiden kann.
Anhand der Helligkeit und Farbe dieser Sterne ermittelte das Team, wann die Galaxien Sterne gebildet haben und wie viel Sauerstoff dabei entstanden sein dürfte. Daten des Spitzer-Weltraumteleskops und von Radioteleskopen ergänzten die Schätzungen der Stern- und Gasmasse. Optische Spektren lieferten Werte zum Sauerstoffgehalt des Gases.
Sauerstoff eignet sich dafür besonders gut, weil seine Entstehung in Sternen vergleichsweise gut verstanden ist und sein Anteil im Gas spektroskopisch bestimmt werden kann. Das Element gilt zudem als Anzeiger für das Verhalten anderer schwererer Elemente, die in Sternen entstehen.
„Wir haben Sauerstoff also vor allem aus praktischen Gründen ausgewählt“, erklärt Kristen B. W. McQuinn.
Die Bilanz ist auffällig: In den untersuchten Galaxien sind heute nur vier bis 25 Prozent des Sauerstoffs vorhanden, den ihre Sterne im Laufe der Geschichte produziert haben dürften. Im Mittel liegt dieser Anteil bei rund elf Prozent, wobei sich fast der gesamte verbliebene Sauerstoff im Gas statt in Sternen oder Staub befindet.
Aus dem Unterschied zwischen erzeugtem und vorhandenem Sauerstoff ergibt sich ein großer Verlust aus den erfassten Bereichen der Galaxien. Das ist keine direkte Beobachtung einzelner Atome beim Entweichen, sondern eine Bilanz aus Messdaten und Annahmen zur Elementproduktion.
„Wir wissen, dass der Sauerstoff irgendwann in der Vergangenheit in den Galaxien gewesen sein muss, also muss er ausgestoßen worden sein“, erklärt O. Grace Telford von der University of Utah.