ALMA beobachtet Galaxiengeburt im jungen Kosmos

Das neue internationale Großteleskop ALMA in der chilenischen Atacama-Wüste hat die Geburt einer großen Galaxie im jungen Kosmos beobachtet. Gerade einmal 800 Millionen Jahre nach dem Urknall verschmelzen drei große Ansammlungen junger Sterne miteinander, die in eine gewaltige Wolke aus reinem, ursprünglichem Gas eingebettet sind. Auf ähnliche Weise ist vermutlich vor etwa 13 Milliarden Jahren auch unsere Milchstraße entstanden. Ein internationales Forscherteam präsentiert die ALMA-Beobachtungen im Fachblatt „Astrophysical Journal“.

„Das extrem seltene Dreifach-System gibt uns einen Einblick in die allererste Phase der Entstehung von Galaxien“, erläutert Richard Ellis vom California Institute of Technology in Pasadena. Astronomen bezeichnen diese Epoche als „kosmische Morgendämmerung“, weil in ihr das Universum erstmals vom Licht neu entstandener Sterne erhellt wurde. Das „Himiko“ getaufte Objekt wurde bereits 2009 entdeckt, aber zunächst für eine riesige Gaswolke gehalten, zehnmal größer als die jungen Galaxien in der kosmischen Frühzeit. Erst die Kombination von Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble und ALMA hat den wahren Charakter des Systems offenbart.

Radioteleskop ALMA

ALMA, das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, besteht aus insgesamt 66 Antennen mit sieben bis zwölf Metern Durchmesser. Das Großteleskop steht auf dem 5000 Meter hohen Chajnantor-Plateau in der Atacamawüste in den nordchilenischen Anden. Zehn Jahre dauerte der unter Federführung der Europäischen Südsternwarte ESO durchgeführte Bau. Neben den Europäern sind an dem in diesem Jahr fertig gestellten Observatorium die USA, Kanada, Japan, Taiwan und Chile beteiligt. Die Teleskopanlage eignet sich insbesondere zur Untersuchung der Entstehung von Sternen und Galaxien.

Überraschend für die Astronomen ist, dass ALMA keinerlei Anzeichen für schwere Elemente in der umgebenden Gaswolke nachweisen konnte. Beim Urknall sind nur die leichten Elemente Wasserstoff und Helium, sowie ein kleiner Anteil Lithium entstanden. Alle schwereren Elemente wurden erst durch Kernfusion in Sternen erzeugt. In Himiko entstehen etwa einhundert neue Sterne pro Jahr, viele davon leben nur wenige Millionen Jahre, bevor sie in einer Supernova-Explosion vergehen. Die Astronomen hatten daher erwartet, dass die Umgebung des Systems bereits mit schweren Elementen angereichert ist.

„Normalerweise freuen wir Astronomen uns, wenn wir das Signal eines Objekts entdecken“, so Ellis, „diesmal ist jedoch die Abwesenheit eines von schweren Elementen stammenden Signals das aufregendste Ergebnis.“ Die Forscher ziehen daraus den Schluss, dass der größte Teil der Gaswolke um Himiko noch die ursprüngliche, beim Urknall entstandene Elementverteilung enthält. Es wäre das erste Mal, dass die Astronomen die Entstehung einer Galaxie aus solcher „primordialen“ Materie beobachten.