Wissenschaftler haben mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA das Alter der möglicherweise jüngsten Galaxie gemessen, die jemals im Universum gesehen wurde. Nach kosmologischen Maßstäben ist es ein Kleinkind, das unter den erwachsenen Galaxien um es herum scheinbar fehl am Platz ist. Es heißt I Zwicky 18 und ist vielleicht nur 500 Millionen Jahre alt (so jung eine Epoche, in der bereits komplexes Leben auf der Erde auftauchte). Im Gegensatz dazu ist unsere Milchstraße über 20-mal älter oder etwa 12 Milliarden Jahre alt, das typische Alter von Galaxien im ganzen Universum. Diese Galaxie des „späten Lebens“ bietet einen seltenen Einblick in das Aussehen der ersten winzigen Galaxien im frühen Universum.
Die Galaxie ist Mitglied eines Katalogs von 30.000 nahen Galaxien, den der Schweizer Astronom Fred Zwicky in den 1930er Jahren zusammengestellt hat, indem er den gesamten Nordhimmel fotografierte. Obwohl Astronomen seit langem vermuteten, dass diese Galaxie aufgrund ihrer ursprünglichen chemischen Zusammensetzung ein junges Wesen war, ermöglichte Hubbles exquisite Sensibilität den Astronomen eine zuverlässige Zählung der gesamten Sternpopulation in der Galaxie. Dadurch konnten sie die ältesten Sterne der Galaxie zuverlässig identifizieren und damit eine Obergrenze für das Alter der Galaxie festlegen.
Der Babygalaxie gelang es, die meiste Zeit der Entwicklung des Universums in einem embryonalen Zustand als kalte Gaswolke aus urzeitlichem Wasserstoff und Helium zu bleiben. Da unzählige Galaxien im ganzen Weltraum blühten, begann dieser Spätblüher erst etwa 13 Milliarden Jahre nach dem Urknall mit der aktiven Sternentstehung und durchlief erst vor etwa 500 Millionen Jahren einen plötzlichen ersten Starburst.
Nur 45 Millionen Lichtjahre entfernt gelegen? viel näher als andere junge Galaxien in der fast 14 Milliarden Lichtjahre umfassenden Spanne des Universums ? I Zwicky 18 könnte die einzige Möglichkeit für Astronomen darstellen, die Bausteine, aus denen Galaxien entstehen, im Detail zu studieren. Es bleibt ein Rätsel, warum das Gas in der Zwerggalaxie im Gegensatz zu anderen Galaxien so lange gebraucht hat ? fast so alt wie das Universum? unter dem Einfluss der Schwerkraft zu kollabieren, um seine ersten Sterne zu bilden.
„I Zwicky 18 ist eine echte junge Galaxie“, sagt Trinh Thuan, Professorin für Astronomie an der University of Virginia, die die Studie gemeinsam mit Yuri Izotov vom Kiewer Observatorium verfasst hat. „Das ist außergewöhnlich, denn man würde erwarten, dass sich junge Galaxien erst etwa in der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall bilden, nicht etwa 13 Milliarden Jahre später. Und es wurde erwartet, dass junge Galaxien sehr weit entfernt sind, am Rand des beobachtbaren Universums, aber nicht im Lokaluniversum“, sagte Izotov.
Der Befund, der in der Ausgabe des Astrophysical Journal vom 1. Dezember veröffentlicht wurde, bietet einen neuen Einblick in die Entstehung von Galaxien. Die Galaxie I Zwicky 18 bietet einen Einblick, wie die frühe Milchstraße vor 13 Milliarden Jahren ausgesehen haben könnte. Eine andere Reihe von Hubble-Beobachtungen eines anderen Teams geben der Galaxie ein etwas höheres Alter von 1 Milliarde Jahre, sodass sie immer noch ein vergleichbares Neugeborenes ist. Goran Ostlin vom Stockholmer Observatorium und Mustapha Mouhcine von der Universität Nottingham verwendeten die Nahinfrarotkamera und das Multi-Objekt-Spektrometer von Hubble, um eine Population kalter roter Sterne zu finden, die etwas älter sind als die Sterne, die von der Advanced Camera for Surveys Camera gesehen wurden. Die Ergebnisse sollen in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht werden.
Um zu beweisen, dass I Zwicky 18 eine neue Galaxie ist, mussten Thuan und Izotov zeigen, dass es in den ersten mehreren Milliarden Jahren nach dem Urknall, der Zeit, in der ein großer Teil der Sterne im Universum entstand, keine Sterne gab. Obwohl Astronomen vermutet hatten, dass die Galaxie außergewöhnlich jung war, mussten sie warten, bis Hubble die erforderliche Empfindlichkeit lieferte, um zu erkennen, ob ältere Sterne, schwache Rote Riesen, in der Zwerggalaxie existierten oder nicht. Hubbles Advanced Camera for Surveys benötigte eine sehr lange Belichtungszeit und benötigte 25 Teleskopumlaufbahnen, um nach den lichtschwächsten Sternen in der Galaxie zu suchen. Das Vorhandensein alter Sterne in der Galaxie hätte darauf hingewiesen, dass die Galaxie selbst alt war, wie alle anderen bekannten Galaxien im Universum.
Es wird angenommen, dass große Galaxien wie die Milchstraße hierarchisch wachsen, wobei kleinere Galaxien zu größeren Galaxien verschmelzen, wie Nebenflüsse, die in große Flüsse verschmelzen. I Zwicky 18 ist prototypisch für diese frühe Population kleiner Zwerggalaxien. „Diese Baustein-Zwerggalaxien sind zu schwach und zu klein, um ohne die empfindlichsten Instrumente selbst im Lokaluniversum, geschweige denn in den Weiten des Kosmos, untersucht zu werden“, sagte Thuan.
Ein weiterer Beweis für die Jugend von I Zwicky 18 ist die Tatsache, dass sein interstellares Gas 'fast makellos' ist, sagte Thuan und hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht, den beiden primären leichten Elementen, die beim Urknall während der ersten drei Minuten des Urknalls entstanden sind die Existenz des Universums. Die Zwerggalaxie enthält nur einen Teil der anderen schwereren Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Sauerstoff, die später bei der Entwicklung von Sternen entstehen. Die nahezu Abwesenheit dieser schweren Elemente deutet darauf hin, dass ein Großteil des Urgases in der Zwerggalaxie keine Sterne gebildet hat, die anschließend schwere Elemente produzieren.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
