Galaxien

Galaxien wie unsere Milchstrasse sind in ständigem Wandel wegen dem komplexen Zusammenspiel von Sternen, dem Gas zwischen ihnen (dem «interstellaren Medium») und der galaktischen Umgebung. Grosse Sterne am Ende ihrer Lebenszeit explodieren heftig und katapultieren ihre produzierten Elemente wie Sauerstoff und Eisen ins Weltall, und neue Sterne werden aus diesem angereicherten Gas geboren. Dieser Sternen-Lebenszyklus führt dazu dass junge Sterne an Metallen angereichert sind (Obacht: Astrophysiker haben die seltsame Angewohnheit, alle Elemente ausser Wasserstoff und Helium als Metalle zu bezeichnen). Anders ausgedrückt, der galaktische Metallanteil steigt normalerweise mit der Zeit. Dies geschieht aber nicht mit allen Metallen genau gleich. Sauerstoff, zum Beispiel, wird vor allem von sehr grossen Sternen produziert, welche eine kurze Lebensdauer haben (ungefähr zehn Millionen Jahre, was kurz ist verglichen mit der Lebensdauer der Sonne von zehn Milliarden Jahren). Eisen wird hingegen vor allem in einem komplexen Prozess produziert welcher einen weissen Zwerg benötigt – ein ausgeglühter Stern der erst nach ungefähr hundert Millionen Jahren entsteht.

Ein interessanter Nebeneffekt dieser verschiedenen Prozesse ist, dass man das galaktische Sauerstoff-Eisen-Verhältnis als Indikator für die Sternformationsgeschichte brauchen kann. Dieser chemische Indikator wird normalerweise folgendermassen interpretiert: Eine Galaxie mit einem hohen Sauerstoff-Eisen-Verhältnis formte ihre Sterne schnell und effizient was zu einer Anreicherung an Sauerstoff führte, für die Anreicherung des interstellaren Mediums an Eisen war jedoch nicht genügend Zeit. Eine Galaxie mit niedrigem Sauerstoff-Eisen-Verhältnis andererseits formte ihrer Sterne langsam und kontinuierlich, was zu einem stetigen Aufbau an Eisen führt welcher das Sauerstoff-Eisen-Verhältnis senkt. Wir haben entdeckt dass es zwei verschiedene Arten gibt um das galaktische Sauerstoff-Eisen-Verhältnis zu berechnen, interessanterweise stimmen diese beiden Definitionen für den Grossteil der Galaxien, welche heute immer noch Sterne bilden, nicht überein. Die beiden Definitionen liefern unterschiedliche Informationen über die galaktische Sternformationsgeschichte und erweitern so das Potential des Sauerstoff-Eisen-Verhältnisses als chemische Aufzeichnung.

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