Galaxienbausteine aufgespürt

Einem internationalen Astronomenteam ist erstmals ein Einblick in eine entscheidende Phase der Galaxienentstehung gelungen. Die Forscher identifizierten mehrere Gruppen von Zwerggalaxien, die vermutlich im Verlauf von Jahrmilliarden jeweils zu einer einzigen großen Galaxie verschmelzen werden. Bislang waren Zwerggalaxien lediglich als Begleiter großer Galaxien bekannt. Im sogenannten hierarchischen Modell ist die Verschmelzung von Zwerggalaxien im jungen Kosmos der erste Schritt zur Bildung der im heutigen Kosmos dominierenden großen Galaxien.

„Eine direkte Beobachtung dieses hierarchischen Prozesses gab es jedoch bislang nicht“, schreiben Sabrina Stierwalt vom National Radio Astronomy Observatory in den USA und ihre Kollegen im Fachblatt „Nature Astronomy“. Das ist kein Wunder, denn die kleinen Sternsysteme sind zu leuchtschwach, als dass sie selbst mit den größten heutigen Teleskopen in großer Entfernung – und damit in der Frühzeit des Kosmos – auszumachen wären. Und im heutigen Universum sollten Gruppen von Zwerggalaxien extrem selten sein, da sich aus den meisten von ihnen bereits große Galaxien gebildet haben.

Stierwalt und ihre Kollegen fahndeten in der bislang umfangreichsten Durchmusterung des Nachthimmels, dem Sloan Digital Sky Survey, nach engen Paaren von Zwerggalaxien, um den Verschmelzungsprozess im hierarchischen Modell genauer zu untersuchen. Weit abseits von großen Galaxien stießen sie auf insgesamt sechzig derartige Paare. Anschließend suchten die Astronomen in der Umgebung dieser Paare nach weiteren Zwerggalaxien. So fanden sie sieben Gruppen von Zwerggalaxien, bei denen es sich nicht, wie sonst üblich, um Begleiter einer großen Galaxie handelt.

Weitere Beobachtungen mit einer ganzen Reihe von großen Teleskopen bestätigten dann den Verdacht des Teams, dass es sich bei diesen Gruppen um durch die Schwerkraft gebundene Strukturen handelt – und nicht etwa um zufällig in der gleichen Richtung liegende Systeme. Jede der Gruppen enthält drei bis fünf sichtbare Zwerggalaxien mit Massen im Bereich vier bis zwanzig Milliarden Sonnenmassen. Aus ihnen könnten also Galaxien von bis zu hundert Milliarden Sonnenmassen entstehen.

Ob die Beobachtungen mit den Vorhersagen des kosmologischen Standardmodells übereinstimmen, lasse sich noch nicht sagen, so Stierwalt und ihre Kollegen. Dazu müsse man eine größere Zahl solcher Gruppen beobachten – und das sei erst mit künftigen Großteleskopen mit Objektivdurchmessern von dreißig Metern oder mehr möglich.