Neues zum Galaxienwachstum
James-Webb-Teleskop entdeckt "Rote Monster"-Galaxien
- Veröffentlicht: 15.11.2024
- 12:29 Uhr
- Stefan Kendzia
Eine brennende Frage unter Astronom:innen: Wie sind die Galaxien entstanden? Nachdem drei "Rote Monster" entdeckt wurden, könnten bisherige Annahmen zum Galaxienwachstum jetzt infrage gestellt werden.
Eine Gruppe internationaler Astronom:innen ist Dank des James-Webb-Weltraumteleskops einer unglaublichen Sache im Universum auf der Spur: Es konnte ein Trio mysteriöser, ultramassereiche Galaxien im frühen Universum eingefangen werden. Die Entdeckung sorgt für Aufsehen.
James-Webb ermöglicht sagenhafte Einblicke in das frühe Universum
Ein Aufschrei geht durch die Astronom:innen-Welt: Ein internationales Team unter der Leitung von Wissenschaftler:innen der Universität Genf konnte drei supermassereiche Galaxien entdecken, die bereits in der ersten Milliarde Jahre der Existenz des Universums vollständig geformt waren. Aufgrund ihres hohen Staubgehalts, der auf den Aufnahmen des James-Webb-Teleskops feuerrot erscheint, wurden die drei Galaxien "Rote Monster" genannt.
Möglich war die Entdeckung durch das James-Webb-Teleskop, mit dessen Hilfe Galaxien im sehr weit entfernten und frühen Universum untersucht werden können. So können selbst Einblicke in massereiche und von Staub verdeckte Galaxien gewonnen werden, wie "Yale News" berichtet.
"Es ist ein bisschen so, als würde man Gestein aus den frühesten Zeiten der Erdgeschichte betrachten und Fossilien vollständig ausgebildeter Tiere sehen", so Pieter van Dokkum, Professor für Astronomie und Professor für Physik an der Fakultät für Geistes- und Naturwissenschaften der Yale-Universität. Er ist einer der Autor:innen einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift "Nature" vorgestellt wurde.
Modelle der Galaxien-Entstehung müssen infrage gestellt werden
Die nun entdeckten "Roten Monster" passen nicht in bestehende Modelle der Entstehung von Galaxien. Das Trio ist trotz seines hohen Alters schon fast so massereich wie die Milchstraße.
Die Forscher:innen fanden heraus, dass diese Galaxien auch fast doppelt so viele neue Sterne bilden wie ihre Gegenstücke mit geringerer Masse und Galaxien, die später entstanden sind. Diese Erkenntnis führt dazu, dass die lange gehegte Vorstellung infrage gestellt wird, dass supermassereiche Galaxien erst nach viel längeren Zeiträumen entstehen.
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Die bisherigen Erkenntnisse zur Galaxienentstehung besagen, dass Galaxien zunächst hauptsächlich aus dunkler Materie und Gas bestehen. Je älter die Galaxien werden, umso mehr verwandelt sich dieses Gas in Sterne. Angenommen wurde, dass lediglich 20 Prozent dieses Gases am Ende zu Sternen werde.
Doch van Dokkum und seine Kolleg:innen fanden heraus, dass supermassereiche Galaxien im frühen Universum bei der Umwandlung von Gas in Sterne möglicherweise weitaus effizienter waren. "Auf irgendeine Weise gelang es diesen Galaxien, innerhalb von nur ein paar Hundert Millionen Jahren – in der Kosmologie ein Wimpernschlag – fast ihr gesamtes Gas in Sterne umzuwandeln", so van Dokkum.
"Rote Monster" konnten bisher geltende Hürden umgehen
Die Freude über die "Roten Monster" ist grundsätzlich groß. Denn sie erweitern die bisherige Annahme zur Entstehung von Galaxien. Nämlich die Möglichkeit, dass frühe Galaxien unter bestimmten Bedingungen schneller wachsen konnten. "Beim Galaxienwachstum gibt es viele Prozesse, die die Effizienz der Sternbildung limitieren, aber irgendwie haben es diese 'Roten Monster' geschafft, die meisten dieser Hürden zu umgehen", so Koautor Stijn Wuyts von der University of Bath.
Generell legt die Entdeckung der "Roten Monster" nahe, dass sich die Bildung von Sternen und das Wachstum von Galaxien im frühen Kosmos anders entwickelt habe als später. "Unsere Ergebnisse wandeln unsere Vorstellungen von der frühen Galaxienentwicklung", werden Mengyuan Xiao von der Universität Genf und ihre Kolleg:innen von "Scinexx" zitiert.
"Sie liefern starke Belege dafür, dass das Universum in seiner Anfangszeit zwei- bis dreimal effizienter war, wenn es um das Wachstum der Galaxien ging." Welche Faktoren ein solches Turbo-Wachstum allerdings tatsächlich begünstigten, ist noch ungeklärt.
- Verwendete Quellen:
- Nature: "Accelerated formation of ultra-massive galaxies in the first billion years"
- Scinexx: "Astronomen finden "Rote Monster""