🌟 Eine junge Galaxie mit überraschend alten Sternen

Eine junge Galaxie zu entdecken, die weniger als 6 Milliarden Jahre alt ist, deren Sterne aber so ausgereift sind wie die unserer Milchstraße – das ist das Rätsel, das Astronomen gerade gelüftet haben.

Dieses Paradoxon wurde durch ein seltenes Phänomen enthüllt, ein Einstein-Kreuz. Diese außergewöhnliche Konfiguration einer Gravitationslinse ermöglichte es, die Tiefen einer fernen Galaxie wie nie zuvor zu sondieren und eine überraschende stellare Zusammensetzung zu offenbaren, die unsere Modelle der Galaxienentstehung in Frage stellt.


Ein Einstein-Kreuz entsteht, wenn ein massereiches Objekt, wie eine Galaxie, fast perfekt mit einer weiter entfernten Lichtquelle ausgerichtet ist und die Raumzeit um sich herum verzerrt. Das Licht des Hintergrundobjekts wird dann gekrümmt und verstärkt und erscheint in Form von vier kreuzförmig angeordneten Bildern. Dieses von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagte Phänomen bietet Astronomen eine kosmische Lupe, um normalerweise zu schwache oder zu weit entfernte Objekte zu untersuchen.

In diesem speziellen Fall ist die linsende Galaxie J1453g, eine massereiche elliptische Galaxie, die zu einer Zeit gesehen wird, als das Universum weniger als 6 Milliarden Jahre alt war. Dahinter wird ein heller Quasar, der von einem supermassereichen Schwarzen Loch angetrieben wird, in vier Lichtpunkte vervielfacht. Durch die Analyse der Anordnung dieser Bilder konnten die Forscher die Massenverteilung von J1453g mit beispielloser Präzision kartieren, insbesondere die Zusammensetzung ihrer Sterne.

Die Ergebnisse verblüfften die Wissenschaftler: Der Kern von J1453g enthält einen ähnlichen Anteil massereicher Sterne wie die Milchstraße, eine ausgereifte und viel jüngere Spiralgalaxie. Die aktuellen Modelle sagen jedoch voraus, dass die Kerne junger elliptischer Galaxien von massearmen Sternen dominiert werden sollten, die während einer intensiven Sternentstehungsaktivität schnell entstanden sind.

Diese Beobachtung stellt unser Verständnis der Galaxienentwicklung in Frage. Wenn eine primitive elliptische Galaxie so weit entwickelte Sterne beherbergen kann, bedeutet dies, dass die Prozesse der Sternentstehung weitaus komplexer sind als bisher angenommen. Galaxienverschmelzungen könnten beispielsweise Materie durcheinanderwirbeln und in sehr frühen Stadien massereiche Sterne hervorbringen.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Quirino D'Amato vom INAF hat diese Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Diese Arbeit eröffnet ein neues Fenster in die Jugendzeit des Universums. Durch die Kombination von Gravitationslinsen mit Teleskopen wie dem JWST hoffen Astronomen, weitere Einstein-Kreuze zu entdecken und so die Rätsel der Galaxienentstehung in fernen Epochen zu ergründen.