"Super-Mutter"-Galaxien entdeckt

Künstlerische Darstellung eines Quasars mit benachbarten verschmelzenden Galaxien. (Bild: MPIA mit Bildmaterial des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble)

Astronomen haben superproduktive Galaxien entdeckt, die hundert Mal schneller Sterne bilden als unsere Milchstraße. Diese neu entdeckte Kategorie könnte nun helfen, ein kosmisches Rätsel zu lösen: Die Existenz von bisher unerklärlich massereichen Galaxien, die bereits 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall entstanden sind. Die aktuellen Entdeckungen haben zudem den frühesten bekannten Nachweis verschmelzender Galaxien erbracht.

Beim Blick in den Sternenhimmel sehen Astronomen stets die Vergangenheit: Die Entfernungen im Universum sind so groß, dass das Licht entfernter Objekte teilweisesehr viel Zeit benötigt benötigt, um die Erde zu erreichen. Dadurch sehen Astronomen bei ihren Beobachtungen auch einen interessanten Querschnitt der kosmischen Geschichte: Beispielsweise sehen wir die Andromedagalaxie heute so, wie sie vor rund 2,5 Millionen Jahren war, weil uns Licht dieser Galaxie erst nach rund 2,5 Millionen Jahren erreicht. Andere Galaxien sehen wir sogar so, wie sie vor Milliarden von Jahren waren – es handelt sich also um einen Blick ins frühe Universum.

Licht auf ein kosmisches Rätsel

Ein solcher Blick ins frühe Universum stellte Astronomen vor ein paar Jahren vor ein Rätsel: Sie hatten eine neue Sorte unerklärlich massereicher Galaxien entdeckt. Sie sind  die Heimat von hunderten von Milliarden von Sternen. Wie konnten sie in vergleichsweise kurzer Zeit so viele Sterne bilden? Denn diese Galaxien sind so weit entfernt, dass wir sie sehen, wie sie nur anderthalb Milliarden Jahre nach dem Urknall aussahen - als das Universum nur rund zehn Prozent seines heutigen Alters besaß.

Jetzt zeigt ein Zufallsfund in Daten des ALMA-Observatoriums in Chile eine mögliche Lösung des Rätsels auf: Eine Astronomengruppe unter der Leitung von Roberto Decarli vom Max-Planck-Institut für Astronomie entdeckte eine Gruppe von superproduktiven Galaxien, die sogar nur weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall entstanden sind. "Wir waren eigentlich auf der Suche nach etwas anderem: nach Sternentstehungs-Aktivität in den Wirtsgalaxien von Quasaren. In vier Fällen fanden wir allerdings etwas Unerwartetes: Nachbargalaxien der Quasare, die mit großer Geschwindigkeit neue Sterne bildeten, hunderte Sonnenmassen pro Jahr" berichtet Decarli. Als Quasare werden kurze Phasen der Galaxien-Evolution bezeichnet, bei denen intensiv Materie auf das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie fällt.

Frühester Nachweis galaktischer Verschmelzung

Fabian Walter vom ALMA-Observatorium in Chile sagt: "Es dürfte kein Zufall sein, dass diese produktiven Galaxien so nahe an hellen Quasaren liegen. Quasare entstehen nach heutigem Verständnis in Regionen des Universums, in denen die Materiedichte deutlich größer ist als im Durchschnitt. Dieselben Bedingungen dürften begünstigen, dass Galaxien besonders schnell neue Sterne bilden", so der Astronom. Ob die neu entdeckten Galaxien tatsächlich die Vorläufer ihrer massereichen späteren Verwandten darstellen, soll nun klären, wie häufig sie im Universum vorkommen. Dieser Frage wollen sich Decarli und seine Kollegen nun weiter widmen.

Neben den "Super-Mutter"-Galaxien haben die aktuellen ALMA-Beobachtungen außerdem eine weitere Entdeckung ermöglicht: Bei einer der gesichteten Galaxienkonfigurationen handelt es sich offenbar um das früheste bekannte Beispiel für zwei miteinander verschmelzende Galaxien. Neben der Entstehung neuer Sterne sind solche Fusionen ein wichtiger Mechanismen für Galaxienwachstum. Den Astronomen zufolge liefern die neuen Beobachtungen damit nun die ersten direkten Hinweise darauf, dass solche Verschmelzungen bereits weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall stattgefunden haben - in den frühesten Phasen der Galaxienentwicklung.

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