I. Jahresfeier am 9. Juni 2018

Endphasen der Sterne an die Umgebung abgegeben wurden. Je länger die Ster-
nentstchung in einer Galaxie andauert, um so mehr dieser schwereren Elemen-
te entstehen durch das Kernbrennen und werden am Ende des Sternlebens an
das umgebende Gas abgegeben. Bilden sich aus diesem Gas dann später weitere
Sterne, so enthalten sie neben dem ursprünglichen Wasserstoff und Helium auch
diese schwereren Elemente, die sich spektroskopisch nachweisen lassen. In der As-
tronomie bezeichnet man — chemisch inkorrekt - alle Elemente, die schwerer als
Helium sind, als „Metalle“. Grob gesagt ist der Metallanteil in sehr alten Sternen
minimal und in jungen, heute entstandenen Sternen vergleichsweise hoch (wobei
allerdings noch weitere Faktoren eine Rolle spielen).
Wie auch die Entstehung der ersten Sterne wurde die Entstehung der ersten
Galaxien noch nicht beobachtet, ist aber eines der Ziele der JWST-Mission. Wir
können allerdings sowohl aus der Beobachtung von Galaxien im jungen Univer-
sum wie auch aus den Eigenschaften uralter Sterne in Galaxien im heutigen Uni-
versum versuchen, die Entstehungsbedingungen der ersten Galaxien abzuleiten.
Hierbei helfen auch Simulationsrechnungen, die anhand des langsam wachsenden
Datenschatzes versuchen, plausible Szenarien zu entwickeln, die dann an neue,
aus den Beobachtungen bestimmte Randbedingungen angepasst werden müs-
sen. Mittlerweile ist es möglich, dank der verbesserten Einbeziehung von Ster-
nentstehung, Sternentwicklung, unterschiedlicher Nukleosynthesemechanismen,
Effekten der Gasphysik und der Berücksichtigung des Einflusses der Galaxienum-
gebung in diesen Rechnungen zunehmend realistische Galaxien zu erzeugen. In
modernen Simulationen wird also neben Gravitationseffekten und dunkler Mate-
rie, die in älteren Modellen die Hauptrolle spielten, auch die komplexe Physik der
„normalen“ Materie weitmöglichst einbezogen.
5. Untersuchungsmethoden
In der sogenannten galaktischen Archäologie geht es darum, die Entwicklungsge-
schichte von Galaxien zu erforschen. Der Zeitraum, der uns hierbei interessiert,
reicht von der ersten Sternentstehung am Ende des „dunklen Zeitalters“ bis zur
heutigen Epoche, also ein Zeitraum von einigen hundert Millionen Jahren nach
dem Urknall bis heute (13,8 Milliarden Jahre nach dem Urknall), und gegebenen-
falls diskutieren wir auch die vermutliche zukünftige Entwicklung.
5.1 Fernfeldkosmologie
Prinzipiell stehen uns in der Erforschung der Galaxienentwicklung zwei Unter-
suchungsmethoden zur Verfügung. Zum einen können wir weit entfernte Gala-
xien bei hoher Rotverschiebung untersuchen, also junge Galaxien in verschiede-
nen Entwicklungsphasen. Dieses wichtige Gebiet hat dank des Weltraumteleskops
„Hubble“ (HST) in den letzten Jahren zu spektakulären Entdeckungen von Gala-

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