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Starburst-Galaxien: Instabile Gaswolken schufen Monstergalaxie

In den Starburst- oder Monstergalaxien entstehen besonders viele Sterne - bis sie im Normalfall irgendwann zur Ruhe kommen. AzTEC-1 ist da irgendwie anders, staunen Astronomen: Sie brennt offenbar ungebremst aus.
Die Galaxie COSMOS-AzTEC-1 - ein Sternbildungsmonster nach der Fantasie des KünstlersLaden...

Die genannten Starburst-Galaxien aus der Jugend des Universums zeichnen sich durch eine besonders starke Sternentstehungsrate aus: Hier bilden sich wohl rund tausendmal mehr Sterne als etwa in der Milchstraße in einem Zeitraum. Längst haben Astronomen auch Theorien darüber aufgestellt, welche Vorgänge und Umstände diese Galaxien so produktiv machen – da die Galaxien aber typischerweise sehr weit entfernt sind, sind diese nur schwer durch Beobachtungen zu überprüfen. Einen Schritt weiter kam dabei nun ein vielköpfiges internationales Team von Astronomen, zu dem auch Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg gehören: Es wertete Beobachtungsdaten des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) aus, mit denen die Gas- und Molekülwolken im Kernbereich der Monstergalaxie AzTEC-1 in bisher unerreichten Details aufgeklärt werden konnten.

AzTEC-1 liegt mit ihrer Rotverschiebung von 4,3 etwa 12,4 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt und sendet ihr Licht damit aus einer Zeit, in der das Universum gerade einmal rund zwei Milliarden Jahre alt war. Die Kartierung der interstellaren Gas- und Staubwolken in der fernen Galaxie ist entscheidend, um die hohe Sternbildungsrate zu verstehen: Sterne entstehen, wenn Materiewolken unter dem Einfluss der Schwerkraft kollabieren, sich zusammenballen und dabei aufheizen. Gleichzeitig treibt die freigesetzte Strahlung Gas- und Staubwolken üblicherweise aber wieder auseinander und bremst den Prozess.

Im Zentralbereich von AzTEC-1 stieß ALMA auf eine Besonderheit, beschreiben die Forscher in ihrer Publikation in »Nature«: Hier fallen zwei unterschiedliche Materiewolken auf, die beiderseits des galaktischen Zentrums in einigen tausend Lichtjahren Entfernung liegen. Normalerweise sehen Astronomen in vergleichbaren Galaxien nur einen eher kompakten Zentralbereich mit Gas und Staubwolken, in denen sich Gravitation der Wolke und der Strahlungsdruck von alten Sternen und Supernovae die Waage halten. Anders bei AzTEC-1: Hier kollabieren instabile Gaswolken offenbar ungebremst und treiben die Entstehung junger Sterne in enorme Höhen. Die Galaxie verbraucht ihre Materiewolken dabei zehnmal schneller als andere Sternbildungsgalaxien – und damit so rasch, dass sie in vielleicht 100 Millionen Jahren erschöpft sein wird, rechnen die Astronomen vor.

Die Ursache für die merkwürdige Instabilität der Ausreißerwolken von AzTEC-1 ist noch nicht ganz klar. Womöglich entstand die Situation nach einer Verschmelzung zweier Vorläufergalaxien, bei der die Schwerkraftwirkung des Crashs die Gaswolken in ihren instabilen Zustand gezwungen hat.

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