HUBBLE
Massereiche Galaxien im jungen Universum
von Stefan Deiters
astronews.com
18. Januar 2008

Die ersten massereichen Galaxien im Universum könnten durch den Kollaps riesiger Gaswolken entstanden sein. Zu diesem Ergebnis kam nun eine Gruppe von Wissenschaftlern auf Grundlage neuer Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble. Die These der Astronomen steht im Widerspruch zur bisherigen Annahme, dass die massereichen Galaxien im jungen Universum durch die Verschmelzung vieler kleinerer Galaxien entstanden sind.

Hubbles Blick auf eine Galaxie in neun Milliarden Lichtjahren Entfernung. Die Scheibenstruktur ist deutlich zu erkennen. Bild: University of Hawaii / Institute of Astronomy

Die Standardtheorie der Astronomen über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien geht davon aus, dass die massereichsten Galaxien im Universum sehr lange benötigen, um zu dem zu werden, was sie heute sind. Sie entstehen durch die wiederholte Verschmelzung mit kleineren Galaxien und wachsen so allmählich im Laufe von Milliarden Jahren zu den Riesengalaxien heran, die wir heute im lokalen Universum beobachten.

Um diese Theorie zu überprüfen, fahndeten Elizabeth McGrath von der University of California sowie Alan Stockton von der University of Hawaii und ihre Mitarbeiter nach den ältesten und massereichsten Galaxien im Universum und untersuchten diese auf Hinweise auf ihre Entstehungsgeschichte. Auf detaillierten Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble entdeckten sie so Galaxien, die über mehr Masse als unsere Milchstraße verfügten zu einer Zeit, in der das Universum nur ein Fünftel seines jetzigen Alters hatte. Bei diesen Galaxien sollte es sich somit um die Vorgänger der massereichsten Galaxien in unserem heutigen Universum handeln.

"Wir hatten erwartet, dass diese Galaxie in ihrer Form elliptischen Galaxien ähneln, die wir heute im Zentrum von dichten Galaxienhaufen finden, wo Verschmelzungen sehr häufig sind", erläutert McGrath. "Wir waren recht überrascht als wir sahen, dass viele der Galaxien eher flach aussahen und rotierende Scheiben hatten."

Die Astronomen glauben, dass solche Galaxien, in denen die Sterne auf geordneten Bahnen in einer flachen Scheibe um das Zentrum kreisen, eher durch den Kollaps einer einzelnen Gaswolke entstanden sind und nicht durch das Kollision und Verschmelzung mit einer anderen Galaxie. Computersimulationen deuten nämlich darauf hin, dass bei einer Kollision und anschließenden Verschmelzung die Scheibenstruktur zerstört würde und die Sterne aus beiden Galaxien auf mehr chaotische, dreidimensionale Bahnen gebracht würden, so dass eine elliptische Galaxie entsteht, die eher einem Fußball gleicht.

Die massereichsten Galaxien im heutigen Universum sind alles elliptische Galaxien und könnten somit sehr gut durch die wiederholte Verschmelzung von kleineren Galaxien erklärt werden - würde es nicht die jetzt entdeckten, massereichen Scheibengalaxien im jungen Universum geben. Insgesamt haben McGrath und ihre Kollegen sieben Galaxien studiert, die vermutlich mit zu den ersten massereichen Galaxien im Universum gehören. Vier von ihnen zeigten eine eindeutige Scheibenstruktur, die schon seit über einer Milliarden Jahren Bestand haben dürfte.

McGrath geht davon aus, dass auch diese frühen massereichen Scheibengalaxien irgendwann mit anderen Galaxien kollidieren und verschmelzen werden und dadurch eine Form bekommen werden, die uns für Galaxien dieses Massenbereichs vertrauter ist: die einer elliptischen Galaxie.