ALMA
Extreme Sternentstehung im jungen Universum 
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
26. Mai 2017

Astronomen haben im frühen Universum eine neue Art von Galaxie entdeckt, die bereits weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall hundert Mal schneller Sterne bildet als unsere Milchstraße. Das könnte die Existenz von überraschend massereichen Galaxien nur 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall erklären. Auch eine frühe Galaxienkollision spürten die Forscher auf.

Künstlerische Darstellung eines Quasars mit benachbarten verschmelzenden Galaxien. Die von Decarli und Kollegen beobachteten Galaxien sind so weit entfernt, dass derzeit keine detaillierten Bilder möglich sind. Diese Montage gibt einen Eindruck davon, wie sie aus der Nähe aussehen würden. Bild: MPIA mit Bildmaterial des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble  [Großansicht]

Als eine Gruppe von Astronomen vor ein paar Jahren im frühen Universum eine neue Sorte ungewöhnlich massereicher Galaxien entdeckte, gab deren schiere Größe – mit Hunderten von Milliarden Sternen – ein Rätsel auf. Diese Galaxien sind nämlich so weit entfernt, dass wir sie sehen, wie sie ganze anderthalb Milliarden Jahre nach dem Urknall aussahen, als das Universum nur rund zehn Prozent seines heutigen Alters hatte. Wie konnten sie aber vom Urknall bis dahin, in einer vergleichsweise kurzen Zeit, bereits so viele Sterne bilden?

Jetzt zeigt ein Zufallsfund einer Astronomengruppe unter der Leitung von Roberto Decarli vom Max-Planck-Institut für Astronomie eine mögliche Lösung auf: eine Population superproduktiver Galaxien im frühesten Universum, weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall. "Wir waren eigentlich auf der Suche nach etwas anderem gewesen: nach Sternentstehungs-Aktivität in den Wirtsgalaxien von Quasaren", erläutert Decarli. "In vier Fällen fanden wir allerdings etwas Unerwartetes: Nachbargalaxien der Quasare, die mit großer Geschwindigkeit neue Sterne bildeten, hundert Sonnenmassen pro Jahr".

Quasare sind eine kurze Phase in der Entwicklung von Galaxien, angetrieben dadurch, das Materie auf das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum einer Galaxie fällt. Fabian Walter, Leiter des Beobachtungsprogramms mit dem ALMA-Observatorium in Chile, welches zu der Entdeckung führte, 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."

Ob die neu entdeckten Galaxien tatsächlich die Vorläufer ihrer massereichen späteren Verwandten seien und so das kosmische Rätsel lösen können, hängt davon ab, wie häufig sie im Universum sind. Dieser Frage wollen sich Decarli und seine Kollegen mit weiteren Beobachtungen widmen.

Die ALMA-Beobachtungen zeigen außerdem eine Galaxienkonfiguration, bei der es sich offenbar um das früheste bekannte Beispiel für zwei miteinander verschmelzende Galaxien handelt. Neben der Entstehung neuer Sterne sind solche Verschmelzungen ein wichtiger Mechanismen für Galaxienwachstum – und die neuen Beobachtungen geben die ersten direkten Hinweise darauf, dass solche Verschmelzungen bereits in den frühesten Stadien der Galaxienevolution stattgefunden haben, weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall.

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der jetzt in der Zeitschrift Nature erschienen ist.