Die meisten frühen Galaxien, die Astronomen beobachten konnten, sind klein und weisen eine geringe bis mäßige Sternproduktion auf. Aber jetzt hat das Herschel-Weltraumobservatorium eine riesige staubgefüllte Galaxie gefunden, die mit unglaublicher Geschwindigkeit Sterne hervorbringt. All dies geschieht damals, als der Kosmos nur 880 Millionen Jahre alt war. Die Galaxie ist ungefähr so massereich wie unsere Milchstraße, produziert jedoch Sterne mit einer 2000-mal höheren Rate, was die Forscher dazu veranlasst, sie als "Maximum-Starburst" -Galaxie zu bezeichnen.
Die an seiner Entdeckung beteiligten Astronomen sagen, dass seine bloße Existenz unsere Theorien der Galaxienentwicklung in Frage stellt.
"Massive, intensive Starburst-Galaxien werden voraussichtlich erst zu späteren kosmischen Zeiten auftreten", sagt Dominik Riechers, derzeit Assistenzprofessor an der Cornell University. „Wir haben diesen kolossalen Starburst jedoch nur 880 Millionen Jahre nach dem Urknall entdeckt, als das Universum kaum mehr als 6 Prozent seines gegenwärtigen Alters erreichte. Riechers ist der erste Autor des Papiers, das die Ergebnisse in der Ausgabe vom 18. April der Zeitschrift Nature beschreibt.
Der vorherrschende Gedanke bei der frühen Galaxien- und Sternentstehung war, dass die ersten Galaxien, die sich bildeten, relativ klein und leicht waren und nur ein paar Milliarden Mal die Masse unserer Sonne enthielten. Sie bilden ihre ersten Sterne mit einer Geschwindigkeit, die einige Male so hoch ist wie die der Milchstraße heute, und die Galaxien würden durch Verschmelzung mit anderen kleinen Galaxien wachsen. Theoretisch sollten Galaxien, die so massereich sind wie die neu gefundene Galaxie mit dem Namen HFLS3, nicht so bald nach dem Urknall vorhanden sein.
HFLS3 erscheint in Bildern aus der Herschel Multi-Tiered Extragalactic Survey (HerMES) kaum mehr als ein schwacher roter Fleck.
Die extreme Entfernung zu HFLS3 bedeutet, dass sein Licht fast 13 Milliarden Jahre lang durch den Weltraum gereist ist, bevor es uns erreicht hat. Wir sehen es daher so, wie es im Säuglingsuniversum existierte, nur 880 Millionen Jahre nach dem Urknall oder bei 6,5% des gegenwärtigen Alters des Universums.
Bereits in diesem jungen Alter befand sich HFLS3 nahe an der Masse der Milchstraße, mit einer etwa 140-Milliarden-fachen Masse der Sonne in Form von Sternen und sternbildendem Material. Nach weiteren 13 Milliarden Jahren sollte es so groß geworden sein wie die massereichsten Galaxien, die im lokalen Universum bekannt sind.
„Das Suchen nach den ersten Beispielen dieser riesigen Sternenfabriken ist wie das Suchen nach einer Nadel im Heuhaufen. Der Herschel-Datensatz ist äußerst umfangreich “, sagte Riechers.
Zehntausende von massiven, sternbildenden Galaxien wurden von Herschel im Rahmen von HerMES entdeckt, und es ist eine Herausforderung, sie zu durchsuchen, um die interessantesten zu finden.
"Diese besondere Galaxie hat unsere Aufmerksamkeit erregt, weil sie hell und doch sehr rot im Vergleich zu anderen wie dieser war", sagte der Co-Ermittler Dave Clements vom Imperial College London.
Während die Entdeckung dieser einzelnen Galaxie nicht ausreicht, um aktuelle Theorien der Galaxienbildung umzukehren, könnte das Finden weiterer Galaxien wie dieser diese Theorien in Frage stellen, sagen die Astronomen. Zumindest müssen Theorien modifiziert werden, um zu erklären, wie sich diese Galaxie gebildet hat, sagt Riechers.
"Diese Galaxie ist nur ein spektakuläres Beispiel, aber sie zeigt uns, dass früh im Universum eine extrem kräftige Sternentstehung möglich war", sagt Jamie Bock, Professor für Physik an der Caltech und Mitautor des Papiers.
Lesen Sie die Zeitung des Teams: Eine staubverdeckte massive Maximum-Starburst-Galaxie mit einer Rotverschiebung von 6,34
Quellen: ESA, JPL, Caltech
