Wie kann eine Galaxie so früh in der Geschichte des Universums erlöschen? Astronomen sind besonders fasziniert von diesen massereichen Galaxien, die, obwohl jung, scheinbar jede Sternentstehung eingestellt haben. Hinter dieser scheinbaren Ruhe verbergen sich oft sehr aktive interne Prozesse, die zu ihrem vorzeitigen Aussterben führen.
Kürzlich hat ein Forscherteam seine Aufmerksamkeit auf die Galaxie GS-10578 gerichtet, die den Spitznamen "Pablos Galaxie" trägt, in Anerkennung des Astronomen, der sie detailliert untersucht hat. Sie ist so weit entfernt, dass ihr Licht etwa 11 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war. Wir sehen sie daher so, wie sie kurz nach dem Urknall war, was sie zu einem wertvollen Zeugen der frühen kosmischen Epochen macht.
Die junge Galaxie GS-10578, beobachtet vom JWST, ihres Gases beraubt durch ihr supermassives Schwarzes Loch.
Bildnachweis: JADES collaboration Um diese Frage zu klären, nutzten die Wissenschaftler zwei Hightech-Instrumente: das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) und das ALMA-Radioteleskopnetzwerk. Während das JWST detaillierte Bilder der Struktur und Sternentstehungsgeschichte der Galaxie aufnahm, wurde ALMA genutzt, um nach Spuren von kaltem Gas zu suchen, das für die Geburt neuer Sterne essenziell ist – und das von der Atacama-Wüste in Chile aus.
Trotz dieser Bemühungen konnte ALMA in Pablos Galaxie praktisch kein kaltes Gas nachweisen. Diese Abwesenheit ist signifikant und zeigt, dass die Galaxie ihre Vorräte an Rohmaterial für die Sternentstehung aufgebraucht hat. Jan Scholtz, ein Mitglied des Teams, schätzt, dass diese Nicht-Erkennung auf eine fortschreitende Verarmung hindeutet, als ob die Galaxie über die Zeit hinweg eine Reihe kleiner Verluste erlitten hätte.
Der Hauptverdächtige hinter dieser Situation ist das supermassive Schwarze Loch im Herzen der Galaxie. Es stößt aktiv Gas mit sehr hohen Geschwindigkeiten aus und verhindert so, dass diese Materie zurückfällt und die Sternentstehung nährt. Dieser Mechanismus funktioniert wie eine langsame Aushungerung, bei der das Schwarze Loch regelmäßig die Zufuhr von Brennstoff unterbricht und so ein allmähliches Ende der stellaren Aktivität verursacht.
Die Beobachtungen zeigen tatsächlich, dass das Schwarze Loch wiederholte Zyklen von Gasauswürfen durchlaufen hat. Francesco D'Eugenio, Mitverantwortlicher der Studie, weist darauf hin, dass dies erklärt, warum die Galaxie vor etwa 400 Millionen Jahren aufgehört hat, Sterne zu bilden, während sie ein ruhiges Erscheinungsbild beibehielt. Diese wiederkehrenden Episoden halten die Galaxie in einem Zustand der Entbehrung und blockieren jeglichen Nachschub an Gas.
Dieser Fortschritt erklärt teilweise, warum das JWST viele Galaxien identifiziert hat, die im jungen Universum alt erscheinen. Er deutet darauf hin, dass vergleichbare Prozesse häufig sein könnten und zur Existenz massereicher, inaktiver Galaxien in weit zurückliegenden Epochen beitragen. Astronomen planen bereits, die Beobachtungen mit dem Duo JWST-ALMA fortzusetzen, um weitere Fälle zu untersuchen und unser Verständnis der galaktischen Evolution zu verfeinern.
Quelle: Nature Astronomy