Eine Illustration von Gas, das auf einem kosmischen Förderband aus einer Galaxie (lila) heraus- und dann wieder hineinströmt (rot).(Bildnachweis: Robert Lea (erstellt mit Canva))
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Kohlenstoff, der als Baustein des Lebens dient, einen langen Weg durch die Galaxie zurückgelegt hat, bevor er hier auf der Erde zu unseren Körpern zusammenkam.
Die Wissenschaftler, die hinter dieser Forschung stehen, haben herausgefunden, dass Kohlenstoff und andere Elemente nicht einfach ruhig in Galaxien liegen, nachdem sie von Sternen geschmiedet und durch Supernovaexplosionen zerstreut wurden.
Stattdessen werden diese Elemente von gewaltigen kosmischen Strömungen, dem so genannten „zirkumgalaktischen Medium“, mitgerissen, das sie aus ihren Galaxien in den intergalaktischen Raum und dann wieder zurückführt, wo sie als Bausteine für neue Sterne, Planeten, Monde und sogar für Sie dienen.
„Stellen Sie sich das zirkumgalaktische Medium wie einen riesigen Bahnhof vor: Es drückt ständig Material hinaus und zieht es wieder hinein“, sagte Samantha Garza, Mitglied des Teams und Doktorandin an der University of Washington, in einer Erklärung.
„Die schweren Elemente, die Sterne erzeugen, werden durch ihren explosiven Supernova-Tod aus ihrer Wirtsgalaxie in das zirkumgalaktische Medium geschoben, wo sie schließlich wieder hineingezogen werden und den Zyklus der Stern- und Planetenbildung fortsetzen können.“
„Nächster Halt: die Milchstraße“
Die Existenz eines zirkumgalaktischen Mediums wurde zum ersten Mal in einer 2011 veröffentlichten Forschungsarbeit vorgeschlagen.
Den Beweis für dieses intergalaktische Förderband lieferte das Hubble-Weltraumteleskop in Form von 500.000 Lichtjahre breiten Halos aus heißem ionisiertem Sauerstoff, die sternbildende Galaxien umgeben.
Diese frühere Forschung legt nahe, dass diese Zuglinie aus Galaxien heraus durch galaktische Ausströmungen angetrieben wird, die Elemente mit hoher Geschwindigkeit wegschleudern. Dieses Material wird dann durch seinen Gravitationseinfluss zurück in die Galaxie gezogen.
Diese große, zirkulierende Materialwolke, die heiße, sauerstoffreiche Gase enthält, wurde in ruhenden Galaxien, die ihre Sternbildung eingestellt haben, nicht gefunden.
Eine Spirale aus Sternen, die die Milchstraße darstellt, mit einem hellen Klumpen in der Mitte, dem Zentrum der Galaxie. Die Sonne befindet sich etwa auf halbem Weg zwischen dem Zentrum und dem Rand der Galaxie. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech))
Diese neuen Erkenntnisse bauen auf diesen ersten Forschungsergebnissen auf, indem sie nahelegen, dass das zirkumgalaktische Medium nicht nur reich an Sauerstoff ist, sondern auch reich an Kohlenstoff, dem wohl wichtigsten Element, das für die Entwicklung von Leben erforderlich ist, wenn auch bei niedrigeren Temperaturen.
Das bedeutet, dass die Materialien, aus denen unser Körper besteht, intergalaktische Reisende sind, die jenseits der Grenzen der Milchstraße existiert haben.
„Wir können jetzt bestätigen, dass das zirkumgalaktische Medium wie ein riesiges Reservoir für Kohlenstoff und Sauerstoff wirkt“, sagte Garza. „Und zumindest in sternbildenden Galaxien vermuten wir, dass dieses Material dann in die Galaxie zurückfällt, um den Recyclingprozess fortzusetzen.“
Die weitere Untersuchung des zirkumgalaktischen Mediums sollte den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie das Recycling des Materials, das für neue Sternkörper benötigt wird, schließlich nachlässt und die Sternbildung stoppt.
Dies könnte ein wichtiger Faktor dafür sein, warum die Sternentstehung in Galaxien teilweise zum Erliegen kommt, was, da weiterhin Sterne sterben, über kosmische Zeiträume hinweg zu einer abnehmenden Sternpopulation führt.
„Die Auswirkungen auf die Entwicklung von Galaxien und auf die Art des Kohlenstoffreservoirs, das Galaxien für die Bildung neuer Sterne zur Verfügung steht, sind aufregend“, sagte Jessica Werk, Mitglied des Teams und Forscherin an der University of Washington. „Der gleiche Kohlenstoff in unseren Körpern hat höchstwahrscheinlich eine beträchtliche Zeit außerhalb der Galaxie verbracht.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am 27. Dezember in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
