Das James Webb Space Telescope (JWST) hat eine außergewöhnlich aktive junge Galaxie im frühen Universum identifiziert und liefert neue Einblicke in das schnelle Wachstum von Galaxien kurz nach dem Urknall. Diese Entdeckung, die in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, zeigt, dass in einer Galaxie Sterne in einer Geschwindigkeit entstehen, die die modernen Erwartungen weit übersteigt.
Ein kosmischer „Wutanfall“ im Säuglingsuniversum
Diese Galaxie mit dem Namen SXDF-NB1006-2 existierte, als das Universum weniger als 500 Millionen Jahre alt war, und wurde erst im Alter von 1 bis 2 Millionen Jahren beobachtet. Seine Sternentstehungsrate – etwa das 165-fache der Masse unserer Sonne pro Jahr – stellt die der Milchstraße um den Faktor 16 in den Schatten. Diese intensive Aktivität lässt SXDF-NB1006-2 außergewöhnlich hell und blau erscheinen, was auf eine Population massereicher, kurzlebiger Sterne hinweist.
Die schnelle Sterngeburt ist nicht nur eine Frage der Größenordnung; es ist auch gewalttätig. Diese massereichen Sterne erzeugen extreme Ausströme von Teilchen und Strahlung, die weit über alles hinausgehen, was in ruhigeren Galaxien wie unserer eigenen beobachtet wird. Sie sterben auch schnell und explodieren als Supernovae, fast sobald sie sich entzünden. Dieser explosive Prozess erzeugt mächtige Gaswolken, die mit über 310 Meilen pro Sekunde (500 Kilometer pro Sekunde) nach außen rasen und damit die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxie übertreffen. Im Wesentlichen stößt die Galaxie ihren eigenen Treibstoff in den Weltraum aus und stellt so sicher, dass sie nicht auf unbestimmte Zeit hohe Sternentstehungsraten aufrechterhalten kann.
Unerwartete schwere Elemente und zukünftige Entwicklung
Interessanterweise entdeckten Astronomen in SXDF-NB1006-2 mehr schwere Elemente als für eine so junge Galaxie erwartet. Dies deutet auf die Anwesenheit älterer Sterne hin, die sich unter der hellen, neu gebildeten Population verbergen. Das frühe Universum war nicht unbedingt langsam, sondern enthielt Bereiche extremen Wachstums.
Dieser schnelle Gasverbrauch ist bedeutsam, weil er die Zukunft der Galaxie einschränkt. Innerhalb weniger hundert Millionen Jahre wird ihm der Treibstoff für eine nachhaltige Sternentstehung ausgehen. Auch wenn er nicht ganz verschwinden wird, wird sich seine Sternentstehungsrate dramatisch verlangsamen. Astronomen gehen davon aus, dass sich Galaxien wie SXDF-NB1006-2 schließlich zu massereichen, ruhenden Galaxien entwickeln könnten – Galaxien, deren Gasreserven erschöpft sind und die nur noch wenig Sternentstehung zeigen.
Implikationen für die frühe Galaxienentstehung
Die Beobachtungen des JWST zeigen, dass frühe Galaxien tendenziell größer und heller sind als bisher vorhergesagt. Die Entdeckung einer solch aktiven, frühen Galaxie stellt bestehende Modelle der galaktischen Entwicklung in Frage und legt nahe, dass die ersten Galaxien des Universums weitaus aggressiver wuchsen als bisher angenommen. Dieser Befund entkräftet aktuelle kosmologische Modelle nicht, zeigt aber, dass unser Verständnis darüber, wie Galaxien im frühen Universum entstanden sind, unvollständig ist.
„Diese frühen Galaxien sind wie Teenager, die in einer Kindergartenklasse sitzen. Sie zerstören nicht das Grundbild, aber sie zwingen uns, die Funktionsweise des frühen Universums zu überdenken.“
Diese Entdeckung unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen der Dynamik früher Galaxien, während das JWST weiterhin die frühesten Kapitel des Universums enthüllt.
