Entstehung eines Galaxienhaufens

Bereits 800 Millionen Jahre nach dem Urknall formte sich ein großer Galaxienhaufen. Das zeigt die Entdeckung von zwölf benachbarten Galaxien durch ein internationales Forscherteam. Computersimulationen legen nahe, dass es sich bei solchen Ansammlungen vermutlich um die Vorläufer der heutigen Galaxienhaufen mit Hunderten bis Tausenden von Sternsystemen handelt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Astrophysical Journal“.

Wie sich Galaxienhaufen formen, ist bislang ein ungelöstes Rätsel der Astronomie: Sammeln sich isoliert entstandene Galaxien erst später durch ihre Anziehungskraft in Haufen an? Oder bilden sich die Haufen direkt aus riesigen Wasserstoffwolken im frühen Universum, in denen jeweils Teilbereiche zu einzelnen Galaxien kollabieren? Um diese Fragen zu beantworten, suchen Astronomen mit den größten Fernrohren der Welt nach extrem weit entfernten Himmelsobjekten. Denn je weiter der Blick in die Ferne reicht, desto weiter dringen sie in die Vergangenheit des Universums vor: Die Aufnahme einer zehn Milliarden Lichtjahre von uns entfernten Galaxie zeigt das System beispielsweise so, wie es vor zehn Milliarden Jahren ausgesehen hat.

Masami Ouchi von der Universität Tokio und seine Kollegen stießen bei ihrer Suche mit dem Subaru-Teleskop auf Hawaii auf eine Himmelsregion, in der die Galaxien 15-mal dichter zusammenliegen als im Durchschnitt. Nachfolgebeobachtungen der Sternsysteme mit dem Keck-Teleskop sowie dem Gemini-Nord-Teleskop zeigen, dass zwölf der Galaxien tatsächlich eine Ansammlung im jungen Kosmos bilden. Ihr Licht benötigt 13 Milliarden Jahre zur Erde, die Ansammlung existierte also bereits 800 Millionen Jahre nach dem Urknall. Es handelt sich damit um den frühesten Vorläufer eines Galaxienhaufens, den Astronomen bislang aufgespürt haben.

Das nun entdeckte System enthält das bereits 2009 mit dem Subaru-Teleskop entdeckte Objekt Himiko – eine junge Galaxie, die in eine gewaltige Gaswolke eingebettet ist. „Es ist wenig überraschend, einen Proto-Galaxienhaufen in der Umgebung eines massereichen Objekts wie Himiko zu finden“, sagt Ouchi. Denn auch in heutigen Galaxienhaufen findet sich zumeist eine besonders große Galaxie. Anders als dort liegt Himiko allerdings nicht im Zentrum der Galaxienansammlung, sondern am Rand – 500 Millionen Lichtjahre vom Mittelpunkt des Proto-Galaxienhaufens entfernt. „Wir verstehen nicht, warum Himiko sich nicht im Zentrum befindet“, gesteht Ouchi. „Aber unsere Beobachtungen liefern uns hoffentlich neue Erkenntnisse über die Beziehung zwischen Galaxienhaufen und massereichen Galaxien.“