Pressemitteilung

Astronomen entdecken den bislang am weitesten entfernten Nachweis von Fluor in sternbildender Galaxie

4. November 2021

Eine neue Entdeckung gibt Aufschluss darüber, wie Fluor – ein Element, das in unseren Knochen und Zähnen als Fluorid vorkommt – im Universum entsteht. Mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), an dem die Europäische Südsternwarte (ESO) beteiligt ist, hat ein Team von Astronomen dieses Element in einer Galaxie entdeckt, die so weit entfernt ist, dass ihr Licht über 12 Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Dies ist das erste Mal, dass Fluor in einer so weit entfernten sternbildenden Galaxie entdeckt wurde.

Wir alle kennen Fluor, denn die Zahnpasta, die wir täglich benutzen, enthält es in Form von Fluorid“, sagt Maximilien Franco von der Universität Hertfordshire im Vereinigten Königreich, der die neue Studie leitete, die heute in Nature Astronomy veröffentlicht wurde. Wie die meisten Elemente, die uns umgeben, entsteht Fluor im Inneren von Sternen. Bis jetzt war allerdings nicht genau bekannt, wie dieses Element erzeugt wird. „Wir wussten nicht einmal, welche Art von Sternen den Großteil des Fluors im Universum produziert!

Franco und seine Mitwirkenden entdeckten Fluor (in Form von Fluorwasserstoff) in den großen Gaswolken der weit entfernten Galaxie NGP-190387, die wir so sehen, wie sie war, als das Universum nur 1,4 Milliarden Jahre alt war, etwa 10 % seines heutigen Alters. Da Sterne die Elemente, die sie in ihren Kernen bilden, am Ende ihres Lebens ausstoßen, bedeutet diese Entdeckung, dass die Sterne, die Fluor erzeugt haben, früh gelebt haben müssen und schnell gestorben sind.

Das Team geht davon aus, dass Wolf-Rayet-Sterne, sehr massereiche Sterne, die nur wenige Millionen Jahre alt sind – ein Wimpernschlag in der Geschichte des Universums –, die wahrscheinlichsten Produktionsstätten von Fluor sind. Sie werden benötigt, um die Mengen an Fluorwasserstoff zu erklären, die das Team entdeckt hat, sagen sie. Wolf-Rayet-Sterne wurden schon früher als mögliche Quellen für kosmisches Fluor vorgeschlagen, aber Astronomen wussten bis jetzt nicht, wie wichtig sie für die Produktion dieses Elements im frühen Universum waren.

Wir haben gezeigt, dass Wolf-Rayet-Sterne, die zu den massereichsten bekannten Sternen gehören und am Ende ihres Lebens heftig explodieren können, uns in gewisser Weise helfen, unsere Zähne gesund zu erhalten“, scherzt Franco.

Neben diesen Sternen sind in der Vergangenheit auch andere Szenarien für die Entstehung und den Ausstoß von Fluor vorgeschlagen worden. Ein Beispiel sind die Pulsationen riesiger, älterer Sterne mit einer Masse, die nur wenige Male so groß ist wie die unserer Sonne, so genannte asymptotische Riesensterne. Das Team ist jedoch der Ansicht, dass diese Szenarien die Menge an Fluor in NGP-190387 nicht vollständig erklären können, da einige von ihnen Milliarden von Jahren benötigen.

Bei dieser Galaxie dauerte es nur einige Dutzend oder Hunderte Millionen Jahre, um Fluorwerte zu erreichen, die mit denen von Sternen in der Milchstraße vergleichbar sind und 13,5 Milliarden Jahre alt sind. Das war ein völlig unerwartetes Ergebnis“, sagt Chiaki Kobayashi, Professor an der Universität von Hertfordshire. „Unsere Messung liefert einen völlig neuen Hinweis auf die Herkunft von Fluor, das seit zwei Jahrzehnten untersucht wird.

Der Fund in NGP-190387 ist eine der ersten Entdeckungen von Fluor außerhalb der Milchstraße und ihrer Nachbargalaxien. Astronominnen und Astronomen haben dieses Element bereits in weit entfernten Quasaren entdeckt, hellen Objekten, die von supermassereichen schwarzen Löchern im Zentrum einiger Galaxien angetrieben werden. Aber noch nie zuvor wurde dieses Element in einer sternbildenden Galaxie so früh in der Geschichte des Universums beobachtet.

Der Nachweis von Fluor war eine Zufallsentdeckung des Teams, die dank des Einsatzes von Observatorien im Weltraum und am Erdboden möglich wurde. NGP-190387, die ursprünglich mit dem Herschel-Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation entdeckt und später mit dem chilenischen ALMA beobachtet wurde, ist für ihre Entfernung außerordentlich hell. Die ALMA-Daten bestätigten, dass die außergewöhnliche Helligkeit von NGP-190387 zum Teil durch eine andere bekannte massereiche Galaxie verursacht wird, die sich zwischen NGP-190387 und der Erde befindet und sehr nahe an der Sichtlinie liegt. Diese massereiche Galaxie verstärkte das von Franco und seinen Mitarbeitern beobachtete Licht und ermöglichte es ihnen, die schwache Strahlung zu erkennen, die vor Milliarden von Jahren vom Fluor in NGP-190387 ausgesandt wurde.

Künftige Untersuchungen von NGP-190387 mit dem Extremely Large Telescope (ELT), dem neuen Spitzenprojekt der ESO, das derzeit in Chile gebaut wird und noch in diesem Jahrzehnt in Betrieb gehen soll, könnten weitere Geheimnisse dieser Galaxie lüften. „ALMA ist empfindlich für Strahlung, die von kaltem interstellarem Gas und Staub ausgeht“, sagt Chentao Yang, ein ESO-Fellow in Chile. „Mit dem ELT werden wir in der Lage sein, NGP-190387 durch das unmittelbar von den Sternen ausgehende Licht zu beobachten und so entscheidende Informationen über den Sterngehalt dieser Galaxie zu gewinnen.

Weitere Informationen

Diese Untersuchungen wurden in der Veröffentlichung „The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4“ vorgestellt, die in Nature Astronomy erscheint.

Das Team besteht aus M. Franco (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK [CAR]), K. E. K. Coppin (CAR), J. E. Geach (CAR), C. Kobayashi (CAR), S. C. Chapman (Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Canada and National Research Council, Herzberg Astronomy and Astrophysics, Canada), C. Yang (Europäische Südsternwarte, Chile), E. González-Alfonso (Universidad de Alcalá, Departamento de Física y Matematicas, Spanien), J. S. Spilker ( Department of Astronomy, University of Texas at Austin, USA), A. Cooray (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), M. J. Michałowski (Astronomical Observatory Institute, Faculty of Physics, Polen).

Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang, die Astronominnen und Astronomen nutzen, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken, und wir fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten (Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Finnland, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Königreich) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt. Der Hauptsitz der ESO und ihr Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung, unsere Teleskope beherbergt. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Standort Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope und das dazugehörige Very Large Telescope Interferometer sowie zwei Durchmusterungsteleskope, VISTA, das im Infraroten arbeitet, und das VLT Survey Telescope für sichtbares Licht. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf Chajnantor APEX und ALMA, zwei Einrichtungen zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones in der Nähe von Paranal bauen wir „das größte Auge der Welt am Himmel“ – das Extremely Large Telescope der ESO. Von unseren Büros in Santiago, Chile, aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land und arbeiten mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem Ministry of Science and Technology (MOST) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb ist die ESO federführend für den europäischen Beitrag, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.

Die University of Hertfordshire macht die transformative Wirkung der Hochschulbildung für alle zugänglich. Ihre Studierenden, ihr Personal und ihre Unternehmen schöpfen ihr Potenzial konsequent aus. Durch qualitativ hochwertige Lehre, 550 Studiengänge, innovative Forschungsprojekte und leistungsstarke Partnerschaften mit Unternehmen denkt sie über den Tellerrand hinaus, hebt sich ab und hat positive Auswirkungen auf lokale, nationale und internationale Bevölkerungsgruppen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Links

Kontaktinformationen

Maximilien Franco
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Tel: +33-649956665
E-Mail: m.franco@herts.ac.uk

Chiaki Kobayashi
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Tel: +44-7757116615
E-Mail: c.kobayashi@herts.ac.uk

Chentao Yang
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2463 3053
E-Mail: cyang@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-Mail: press@eso.org

Press Office
University of Hertfordshire
Hatfield, UK
Tel: +441707 285770
E-Mail: news@herts.ac.uk

Markus Nielbock (Pressekontakt Deutschland)
ESO Science Outreach Network und Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: +49 6221 528-134
E-Mail: eson-germany@eso.org

Connect with ESO on social media

Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso2115.

Über die Pressemitteilung

Pressemitteilung Nr.:eso2115de
Name:NGP–190387
Typ:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2021NatAs...5.1240F

Bilder

Künstlerische Darstellung der Galaxie NGP-190387
Künstlerische Darstellung der Galaxie NGP-190387
Künstlerische Darstellung eines Wolf-Rayet-Sterns
Künstlerische Darstellung eines Wolf-Rayet-Sterns
Weitwinkelaufnahme der Himmelsregion um die Galaxie NGP-190387
Weitwinkelaufnahme der Himmelsregion um die Galaxie NGP-190387

Videos

Auf der Suche nach den Sternen, die für unsere Zahngesundheit wichtig sind (ESOcast 244 Light)
Auf der Suche nach den Sternen, die für unsere Zahngesundheit wichtig sind (ESOcast 244 Light)
Annäherung an einen Wolf-Rayet-Stern in der weit entfernten Galaxie NGP-190387
Annäherung an einen Wolf-Rayet-Stern in der weit entfernten Galaxie NGP-190387
Künstlerische Animation der Galaxie NGP-190387
Künstlerische Animation der Galaxie NGP-190387

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.