Hochphase der Sternentstehung brachte die massereichsten Galaxien hervor

Hanover (USA)/Durham (Großbritannien) – Die massereichsten Galaxien im heutigen Kosmos sind aus Systemen hervorgegangen, in denen vor zehn Milliarden Jahren explosionsartig neue Sterne entstanden sind. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit einem Spezialteleskop der Europäischen Südsternwarte ESO. Die „Starburst“ genannte Phase der rasanten Sternentstehung dauerte rund 100 Millionen Jahre – kosmologisch gesehen kaum mehr als ein Augenzwinkern – und wurde durch die intensive Strahlung supermassiver Schwarzer Löcher beendet. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ über die Ergebnisse ihrer Beobachtungen.

Starburst-Galaxien

„Zum ersten Mal sind wir jetzt in der Lage, eine so eindeutige Verbindung zwischen den intensivsten Starbursts im frühen Universum und den massereichsten heutigen Galaxien nachzuweisen", erklärt Ryan Hickox vom Dartmouth College in den USA, ein an den Beobachtungen beteiligter Forscher. Hickox und seine Kollegen kombinierten Daten des zwölf Meter großen Submillimeter-Teleskops APEX der ESO in der Atacama-Wüste in Chile mit Messungen des ebenfalls von der ESO betriebenen Very Large Telescopes, des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer der NASA und anderer Fernrohre, um herauszufinden, wie sich weit entfernte und leuchtkräftige Galaxien entwickeln.

Die untersuchten Galaxien sind so weit entfernt, dass ihr Licht etwa zehn Milliarden Jahre benötigt, um uns zu erreichen. Daher sehen die Astronomen diese Sternsysteme so, wie sie vor rund zehn Milliarden Jahren ausgesehen haben. Die Momentaufnahmen des frühen Universums zeigen, dass die Galaxien damals Starbursts durchliefen, die intensivste bekannte Form der Sternentstehung. Mithilfe von Computersimulationen untersuchten Hickox und seine Kollegen dann, wie diese Galaxien mit der Zeit wachsen. Die Forscher fanden heraus, dass die Starburst-Galaxien des frühen Universums im Laufe der Zeit zu riesigen elliptischen Galaxien geworden sind – den massereichsten Galaxien im heutigen Universum.

In der Starburst-Phase hat sich die Anzahl der Sterne in den Galaxien verdoppelt. Bleibt die Frage, warum diese Epoche so schnell und abrupt geendet hat. Die Beobachtungen von Hickox und seinen Kollegen deuten auf einen möglichen Erklärungsansatz. Offenbar förderte die explosionsartige Entstehung neuer Sterne zugleich die Aktivität der supermassiven Schwarzen Löcher in den Zentren der Sternsysteme, indem sie ihnen große Mengen an Materie zuführte. Die dadurch ausgelöste starke Strahlung der Schwarzen Löcher blies dann das Gas aus den Galaxien hinaus – und mit diesem Verlust des Rohmaterials für neue Sterne ging auch die Phase schneller Sternentstehung zu Ende. „Kurz gesagt läutet die Starburst-Galaxie mit dem Feuerwerk der Sternbildung gleichzeitig ihr eigenes Ende ein“, erklärt David Alexander von der Durham University in Großbritannien, ein weiteres Mitglied des Teams. „Sie füttert das Schwarze Loch in ihrem Zentrum, das dann wiederum die sternbildenden Wolken wegbläst oder zerstört.“