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GALAXIENENTWICKLUNG
Zwerge ermöglichten die Riesen
von Rainer Kayser
22. Mai 2006

Die ersten Galaxien waren Winzlinge und sabotierten durch ihre Strahlung die Bildung weiterer Zwerggalaxien - dies ergaben jetzt neue Beobachtungen des Lichtes von entfernten Quasaren. Die Wissenschaftler konnten mit den neuen Daten eine Vermutung von Theoretikern über die Entwicklung des Universums in der erste Milliarde Jahre nach dem Urknall bestätigen.

Erste Galaxien

Die ersten Galaxien im Universum waren winzig: Sie bestanden - wie diese künstlerische Darstellung zeigt - aus heißen blauen Sternen und waren umgeben von Wasserstoffgas (rot dargestellt). Bild: David A. Aguilar (CfA)

Die ersten Galaxien im Kosmos waren klein - sie enthielten nur rund ein Zehntausendstel der Masse der Milchstraße. In diesen Zwerggalaxien entstanden wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall eine Vielzahl heißer Riesensterne. Die energiereiche ultraviolette Strahlung dieser Sterne ionisierte das Wasserstoffgas zwischen den Galaxien und verhinderte so die Bildung neuer Zwerggalaxien. Im weiteren Verlauf der kosmischen Evolution konnten deshalb nur noch große Galaxien wie unsere Milchstraße entstehen. Zwei Astronomen gelang es jetzt erstmals, diese Vorstellung von der kosmischen Evolution durch Beobachtungen zu untermauern. Die Forscher präsentieren ihre Beobachtungen in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts Nature.

"Die ersten Zwerggalaxien sabotieren ihr eigenes Wachstum und die Entstehung weiterer Zwerggalaxien", fasst Abraham Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge zusammen. Zusammen mit Stuart Wyithe von der University of Melbourne konnte er dieses selbstzerstörerische Verhalten der Zwerggalaxien erstmals durch Beobachtungen belegen. Den beiden Wissenschaftler gelang es zu zeigen, dass die Entstehung von Zwerggalaxien nach einigen hundert Millionen Jahren abrupt aufhörte. Das eine Milliarde Jahre alte Universum wurde dann von wenigen großen Galaxien dominiert.

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Wyithe und Loeb haben das Licht ferner Quasare untersucht, um die Verteilung der Galaxienmassen im frühen Universum zu bestimmen. Wenn das Licht der Quasare das Gas der jungen Galaxien durchquert, wird ein Teil des Lichts absorbiert - im Spektrum der Quasare bleiben charakteristische dunkle Linien zurück. Aus der Form und Verteilung dieser Spektrallinien konnten die Forscher auf die Häufigkeit unterschiedlich großer Galaxien schließen.

Wie viel Masse eine Galaxie enthält, hängt von der Temperatur des Gases ab, aus der sie entsteht. Je heißer das Gas, desto mehr Masse ist nötig, damit sich das Gas unter seiner eigenen Anziehungskraft zusammenziehen kann. Da die Zwerggalaxien das Gas in ihrer Umgebung aufheizen und ionisieren, verhindern sie die weitere Entstehung kleiner Galaxien. Während vor dieser Ionisation Galaxien mit 100 Millionen Sonnenmassen entstehen konnten, waren danach Massen von über zehn Milliarden Sonnen nötig.

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siehe auch
Keck: Galaxienfund verschiebt dunkles Zeitalter - 8.März 2002
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