Im frühen Universum hörten einige Galaxien bereits eine Milliarde Jahre nach dem Urknall auf, Sterne zu bilden. Wie ist dieses vorzeitige Ende zu erklären? Der Schlüssel könnte in außergewöhnlich starken galaktischen Winden liegen, die die Sternentstehung ersticken können. Dies zeigt eine aktuelle Studie.
Das System CRISTAL-02 ist ein eindrucksvolles Beispiel. Diese Galaxienverschmelzung, beobachtet wie sie vor 13 Milliarden Jahren war, schleudert kolossale Mengen an Gas ins All. Das internationale Team unter der Leitung von Rebecca Davies nutzte das JWST und das Radioteleskop ALMA, um dieses Phänomen zu untersuchen.
Illustration des Galaxiensystems CRISTAL-02 mit einem ausströmenden Gasfluss, der fast so groß ist wie das System selbst.
Bildnachweis: Joshua Worth via Lizenz Creative Commons CC-BY Dieser galaktische Wind wird teilweise durch Supernova-Explosionen und die intensive Strahlung massereicher Sterne angetrieben. Indem er die kalten Molekülgaswolken zerstreut, verhindert er die Bildung neuer Sterne. Das System CRISTAL-02 verliert so mehr als 500 Sonnenmassen pro Jahr, zwanzigmal mehr als vergleichbare Galaxien. In diesem Tempo fehlt das Gas, um in gerade einmal hundert Millionen Jahren neue Sterne zu bilden – ein Wimpernschlag im kosmischen Maßstab.
Zusätzlich zu dem, was von den vorhandenen Sternen produziert wird, könnte im Fall von CRISTAL-02 ein supermassereiches Schwarzes Loch in der Vergangenheit aktiv gewesen sein und diesen Wind verstärkt haben, auch wenn es heute nicht nachgewiesen wird.
Diese Entdeckung fügt ein Element zum Verständnis der Entwicklung der ersten Galaxien hinzu. Fast die Hälfte der massereichen frühen Galaxien interagiert mit anderen Galaxien. Kosmologische Simulationen müssen diese Rückkopplungsmechanismen einbeziehen, um das beobachtbare Universum besser nachzubilden. Sternwinde und Schwarze Löcher könnten so erklären, warum so viele urzeitliche Galaxien scheinbar schnell lebten und jung starben.
Unsere eigene Milchstraße wird in 4,5 Milliarden Jahren ein ähnliches Schicksal erleiden, wenn sie mit Andromeda kollidiert. Diese Verschmelzung wird wahrscheinlich eine intensive Sternentstehung auslösen, begleitet von starken Winden. Das resultierende System könnte dann zu einer großen inerten elliptischen Galaxie werden, wie sie vom JWST beobachtet werden.
Quelle: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society