Bevor unser Universum seinen 1-milliardsten Geburtstag erreichte, bildete sich eine ungewöhnliche Galaxie, die mit erstaunlicher Geschwindigkeit neue Sterne aufwirbelte. Nur 800 Millionen Jahre später verstummte die ultramassive Galaxie laut einer neuen Studie plötzlich.
Die riesige Galaxie namens XMM-2599 war in den frühen Tagen des Universums eine Seltenheit.
"Im Allgemeinen sollten früh gebildete Galaxien eine geringere Masse haben, da das derzeitige Modell der Strukturbildung hierarchisch ist. Es wird erwartet, dass sich zuerst kleine Galaxien mit geringer Masse bilden, die sich dann zu größeren, massereicheren Galaxien zusammenschließen später ", sagte Co-Autor Danilo Marchesini, Professor für Physik und Astronomie an der Tufts University, in einer Erklärung. Aber XMM-2599 mit der sechsfachen Masse der Milchstraße widerspricht diesen Vorhersagen vollständig.
Einige numerische Modelle sagen voraus, dass solche Monstergalaxien im frühen Universum existierten, aber es wird erwartet, dass diese vorhergesagten Galaxien aktiv Sterne bilden, sagte Gillian Wilson, Professor für Physik und Astronomie an der University of California in Riverside (UCR), in einer Erklärung von der Universität. "Was XMM-2599 so interessant, ungewöhnlich und überraschend macht, ist, dass es keine Sterne mehr bildet."
Und niemand weiß warum.
Marchesini, Wilson und ihre Kollegen beschrieben die verwirrende Entdeckung in einer neuen Studie, die heute (5. Februar) in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde.
Das Team entdeckte XMM-2599 durch Messung der von entfernten Sternen ausgehenden elektromagnetischen Strahlung, mit der Forscher die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Galaxien bestimmen können. Die Strahlung muss sich oft über weite Gebiete des Weltraums bewegen, bevor sie erdgebundene Instrumente erreicht, und die Reise kann lange dauern. Das bedeutet, dass Wissenschaftler durch spektroskopische Messungen einen Blick darauf werfen können, wie unser Universum in der fernen Vergangenheit ausgesehen hat.
Mithilfe ihrer Messungen entwickelte das Team mathematische Modelle, um vorherzusagen, wie sich XMM-2599 im Laufe der Zeit gebildet hätte. "Noch bevor das Universum 2 Milliarden Jahre alt war, hatte XMM-2599 bereits eine Masse von mehr als 300 Milliarden Sonnen gebildet, was es zu einer ultramassiven Galaxie machte", so der Hauptautor Benjamin Forrest, Postdoktorand am UCR-Institut für Physik und Astronomie. sagte in der UCR-Erklärung.
Das Modell legt nahe, dass die Galaxie die meisten ihrer Sterne in einem "großen Rausch" erzeugt hat, als das Universum weniger als 1 Milliarde Jahre alt war, sagte Forrest. Während der Spitzenproduktion produzierte die Galaxie jedes Jahr mehr als 1.000 Sonnenmassen. Gleichzeitig bildete unsere Milchstraße nur einen neuen Stern. Die Modelle sagten voraus, dass XMM-2599 weiterhin neue Sterne produzieren sollte, wie es die meisten Galaxien in dieser Epoche der kosmischen Geschichte taten. Stattdessen ruhte die Monstergalaxie, möglicherweise aufgrund eines Kraftstoffmangels oder aufgrund der Aktivität des Schwarzen Lochs in seiner Mitte, sagte Wilson.
"Wir haben XMM-2599 in seiner inaktiven Phase gefangen", sagte Wilson. Während die Galaxie keine neuen Sterne mehr bildet, kann sie nichts von ihrer angesammelten Masse verlieren, fügte er hinzu. "Könnte die Gravitation im Laufe der Zeit gravitativ nahegelegene sternbildende Galaxien anziehen und eine helle Stadt der Galaxien werden?"
Theoretisch könnte XMM-2599 eine zentrale Figur in einem der "hellsten und massereichsten Galaxienhaufen im lokalen Universum" werden, sagte Co-Autor Michael Cooper, Professor für Astronomie an der University of California in Irvine UCR-Anweisung. "Alternativ könnte es isoliert weiter existieren. Oder wir könnten ein Szenario haben, das zwischen diesen beiden Ergebnissen liegt."
Die Autoren wissen noch nicht, warum XMM-2599 keine Sterne mehr produziert oder wie sich die Galaxie in Zukunft entwickeln könnte. Sie schließen daraus, dass angesichts der Tatsache, dass die Galaxie plötzlich inaktiv wurde, die Existenz von XMM-2599 "unser derzeitiges Verständnis davon ist, wie sich ultramassive Galaxien im frühen Universum bilden und entwickeln".
