Galaxien, die sich innerhalb der ersten paar Milliarden Jahre nach dem Urknall bildeten, hätten ein langes, gesundes Leben führen sollen. Schließlich wurden sie mit einem reichen Vorrat an kaltem Wasserstoffgas geboren, genau dem Brennstoff, der für die weitere Sternentstehung benötigt wird. Aber neue Beobachtungen haben „ausgelöschte“ Galaxien enthüllt, die die Sternentstehung unterbunden haben. Und Astronomen haben keine Ahnung, warum.
Ein internationales Astronomenteam untersuchte mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und dem Hubble-Weltraumteleskop eine Gruppe von sechs frühen Galaxien. Die Ergebnisse der Forschung wurden kürzlich in . veröffentlicht Natur . Diese Galaxien wurden ins Visier genommen, weil bekannt war, dass sie „ausgelöscht“ wurden, mit wenig bis keine Sternentstehung . Früher glaubten Astronomen, dass etwas eingegriffen hat, um die Sternentstehung in diesen ansonsten reichen Galaxien zu stoppen.
„Die massereichsten Galaxien im Universum lebten schnell und wütend und schufen ihre Sterne in bemerkenswert kurzer Zeit. Gas, der Treibstoff der Sternentstehung, sollte in diesen frühen Zeiten im Universum reichlich vorhanden sein“, sagte Kate Whitaker, Hauptautorin der Studie und Assistenzprofessorin für Astronomie an der University of Massachusetts, Amherst. „Wir glaubten ursprünglich, dass diese erloschenen Galaxien nur wenige Milliarden Jahre nach dem Urknall auf die Bremse getreten sind. In unserer neuen Forschung sind wir zu dem Schluss gekommen, dass frühe Galaxien nicht wirklich gebremst haben, sondern leer gelaufen sind.“
Normalerweise sind diese Arten von Galaxien so weit entfernt, dass sie unmöglich aufgelöst werden können, aber das Team hinter der Vermessung (genannt REQUIEM, für REsolving QUIEescent Magnified Galaxies) hat einen Trick verwendet: Sie verwendeten Gravitationslinsen um nahe gelegene Galaxien herum, um die Bilder der Zielgalaxien zu verstärken.
„Wenn eine Galaxie nicht viele neue Sterne hervorbringt, wird sie sehr schnell sehr schwach, sodass es schwierig oder unmöglich ist, sie mit einem einzelnen Teleskop im Detail zu beobachten. REQUIEM löst dies, indem es Galaxien untersucht, die eine Gravitationslinse haben, was bedeutet, dass ihr Licht gestreckt und vergrößert wird, wenn es sich um andere Galaxien viel näher an der Milchstraße krümmt und verzieht“, sagte Justin Spilker, Co-Autor der neuen Studie und NASA Hubble-Postdoktorand an der University of Texas at Austin. „Auf diese Weise fungiert die Gravitationslinse in Kombination mit dem Auflösungsvermögen und der Empfindlichkeit von Hubble und ALMA wie ein natürliches Teleskop und lässt diese sterbenden Galaxien größer und heller erscheinen, als sie in Wirklichkeit sind, sodass wir sehen können, was vor sich geht und was nicht“ 'T.'
Das Team stellte fest, dass die Fähigkeit der Galaxien, kaltes Gas in Sterne zu verwandeln, entgegen den Erwartungen nicht plötzlich abnahm. Vielmehr fehlte den Sternen das kalte Gas ganz. „Wir verstehen noch nicht, warum dies passiert, aber mögliche Erklärungen könnten sein, dass entweder die primäre Gasversorgung der Galaxie unterbrochen ist oder ein supermassives Schwarzes Loch Energie injiziert, die das Gas in der Galaxie heiß hält“, sagte Christina Williams, Astronom an der University of Arizona und Co-Autor der Forschung. „Das bedeutet im Wesentlichen, dass die Galaxien den Treibstofftank nicht nachfüllen können und somit den Motor nicht in der Sternproduktion starten können.“
Aber was entfernt das kalte Gas aus den Galaxien? Astronomen sind ratlos und müssen ihre Beobachtungen fortsetzen, um Hinweise auf dieses große galaktische Mysterium zu finden. „Wir müssen noch so viel darüber lernen, warum sich die massereichsten Galaxien so früh im Universum gebildet haben und warum sie ihre Sternentstehung beendeten, wenn ihnen so viel kaltes Gas zur Verfügung stand“, sagte Whitaker. „Die bloße Tatsache, dass diese massereichen Bestien des Kosmos innerhalb von etwa einer Milliarde Jahren 100 Milliarden Sterne bildeten und dann plötzlich ihre Sternentstehung stoppten, ist ein Rätsel, das wir alle gerne lösen würden, und REQUIEM hat den ersten Hinweis geliefert.“
