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HUBBLE
Entfernteste Spiralgalaxie entdeckt
von Stefan Deiters
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20. Juli 2012

Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble ist es Astronomen gelungen, erstmals eine Spiralgalaxie im jungen Universum aufzuspüren. Das System, das bereits eine ausgeprägte Spiralstruktur aufweist, existierte schon rund drei Milliarden Jahre nach dem Urknall. Eigentlich sollte es so eindrucksvolle Spiralgalaxien erst wesentlich später in der Geschichte des Universum geben.

Q2343-BX442

Falschfarbenaufnahme der Galaxie Q2343-BX442  basierend auf Daten des Weltraumteleskops Hubble und des Keck-Teleskops. Bild: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics

Der bemerkenswerte Fund gelang den Astronomen während sie mit dem Weltraumteleskop Hubble rund 300 entfernte Galaxien untersuchten, die wir - aufgrund ihrer Entfernung - zu einer Zeit sehen, als das Universum noch vergleichsweise jung war. Auch die dabei entdeckte Spiralgalaxie existierte offenbar bereits drei Milliarden Jahre nach dem Urknall. Ihr Licht war 10,7 Milliarden Jahre zu uns unterwegs.

"Wenn man immer weiter in der Zeit zurückgeht bis ins frühe Universum, sehen die Galaxien immer merkwürdiger und irregulärer aus und nicht mehr symmetrisch", erläutert Alice Shapley von der University of California in Los Angeles die Bedeutung des Fundes. "Die große Mehrheit von alten Galaxien sieht wie das Ergebnis einer Karambolage aus. Unser erster Gedanke war daher: Warum ist diese so anders und so schön?"

Im frühen Universum gab es eine große Vielfalt von Galaxienformen. Insbesondere war der Anteil an irregulären Galaxien deutlich höher als heute, wo sich viele Galaxien entweder als elliptische Galaxien oder als Spiralgalaxien klassifizieren lassen. "Die Tatsache, dass diese Galaxie existiert, ist schon erstaunlich", meint auch David Law von der University of Toronto, der auch Erstautor eines Fachartikels über die Beobachtung ist, der in dieser Woche in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. "Nach unseren Erkenntnissen sollten es solche 'Grand-Design'-Spiralgalaxien ganz einfach nicht so früh in der Geschichte des Universums gegeben haben." Als "Grand-Design"-Galaxie bezeichnen Astronomen eine Spiralgalaxie, die über besonders ausgeprägte und deutlich sichtbare Spiralarme verfügt.

Die neu entdeckte Galaxie, die den Namen Q2343-BX442 oder kurz BX442 trägt, ist vergleichsweise massereich. Nur rund 30 andere der von Law und Shapley untersuchten Galaxien hatten eine ähnlich große Masse. Mit Hilfe des Keck-Teleskops auf Hawaii haben die Astronomen dann versucht, mehr über die eigentümliche Galaxie herauszufinden. Sie untersuchten die Spektren von 3.600 verschiedenen Bereichen in und um BX442 und konnten so nachweisen, dass es sich bei der Galaxie tatsächlich um eine rotierende Spiralgalaxie handelt und nicht etwa um zwei verschiedene Galaxien, die nur zufällig hintereinander liegen.

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"Wir dachten zuerst, dass alles nur eine Illusion ist und wir vom Erscheinungsbild einfach nur getäuscht worden sind", so Shapley. "Als wir aber die Spektren von der Galaxie aufgenommen hatten, war klar, dass die Spiralarme zur Galaxie gehören. Es war keine Täuschung. Wir waren ganz schön überrascht." Die Astronomen glauben auch Hinweise auf ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum von BX442 entdeckt zu haben, das eine Rolle bei der Entwicklung der Galaxie spielen könnte.

Doch warum sieht die Galaxie unseren heutigen Galaxien so ähnlich und nicht so aus, wie die anderen Systeme in ihrer Zeit? Law und Shapley glauben, dass dies etwas mit einer kleinen Zwerggalaxie zu tun haben könnte, die sie mit Hilfe der spektroskopischen Untersuchungen identifizieren konnten. Auf dem Bild erscheint sie nur als kleiner Fleck links oben von der Galaxie. Die Wechselwirkung zwischen dieser kleinen Satellitengalaxie und BX442 könnte die für ihre Zeit ungewöhnliche Form des Systems erklären. Darauf deuten auch entsprechende Computersimulationen hin. Irgendwann einmal, so Shapley, wird die Zwerggalaxie vermutlich mit BX442 verschmelzen.

"BX442 sieht wie eine Galaxie in unserer Umgebung aus. Im frühen Universum aber, kam es viel häufiger zu Kollisionen", erzählt Shapley. "Gas strömte aus dem intergalaktischen Medium in die Galaxien und sorgte für die Entstehung von Sternen mit einer deutlich höheren Rate als heute. Auch die Schwarzen Löcher wuchsen schneller. Im Vergleich dazu ist das Universum heute relativ langweilig."

Die Astronomen planen weitere Untersuchungen von BX442. "Wir wollen die Galaxie auch in anderen Wellenlängen beobachten", so Shapley. "Das sollte uns etwas über die Arten von Sternen in verschiedenen Bereichen der Galaxie verraten. Außerdem wollen wir die Verteilung der Sterne und des Gases in BX442 kartieren." BX442, so die Wissenschaftlerin, würde eine Verbindung zwischen den turbulenteren Galaxien im frühen Universum und den rotierenden Spiralgalaxien herstellen, die wir heute beobachten.

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siehe auch
Spitzer: Schlanke Galaxien mit fetten Schwarzen Löchern - 17. Januar 2008
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