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„Wunderkerze“: James-Webb-Teleskop findet Spiegelgalaxie der Milchstraße

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Von: Patrick Klapetz

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Eine künstlerische Darstellung unserer Milchstraßengalaxie in ihrer Jugend.
Eine künstlerische Darstellung unserer Milchstraßengalaxie in ihrer Jugend, mit Satellitengalaxien und Galaxienhaufen. Die neu entdeckte Galaxie zeigt eine ähnliche Aktivität. © James Josephides, Swinburne University

Mithilfe des Weltraumteleskops James Webb haben Forschende eine Galaxie entdeckt, die der Milchstraße in ihren Kindertagen ähnelt. Eine große Chance für die Wissenschaft?

Melbourne (Victoria, Australien), San José (Kalifornien, USA) – Forschende der Universität Swinburne im australischen Melbourne haben mit dem Weltraumteleskop James Webb eine Galaxie gefunden, die wie die Milchstraße in ihren Anfängen aussieht – quasi die Milchstraße als Kleinkind. Die gefundene Spiegelgalaxie hat den Spitznamen „Wunderkerze“ erhalten, berichtet kreiszeitung.de.

Spiegelgalaxie gefunden: James Webb findet Schwester der Milchstraße

Der Name kommt nicht von ungefähr. Denn die Spiegelgalaxie wird von beinah zwei Dutzend glitzernden Kugelsternhaufen umkreist. Das ist ein Sternhaufen, der aus einer großen Anzahl von gravitativ aneinandergebundenen Sternen besteht. Solche Sternhaufen wirken wie eine Kugel, bei der die meisten Sterne sich in deren Mitte befinden und es nach Außen hin ausdünnt. Neben den Kugelsternhaufen gibt es noch einige Zwerggalaxien, die von der Wunderkerze verschluckt werden. Von ihrer Größe her liegen Zwerggalaxien zwischen den beschriebenen Kugelsternhaufen und normalen Galaxien. 

Zur Studie

Die Studie ist unter dem Titel „Reconstructing the genesis of a globular cluster system at a look-back time of 9.1 Gyr with the JWST“ (engl. Rekonstruktion der Entstehung eines Kugelsternhaufensystems bei einer Rückblickzeit von 9,1 Gyr mit dem JWST) am 26. Dezember 2022 im Fachmagazin Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, erschienen.

Wunderkerze entdeckt: Forscher finden Spiegelgalaxie der Milchstraße

Die Wunderkerze liegt in Richtung des Sternbilds Fliegender Fisch (lat. Volans) am Himmel der südlichen Hemisphäre und ist in etwa neun Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Unser nächster Nachbar, Alpha Centauri, ist zur Einordnung ungefähr 4,4 Lichtjahre von uns entfernt. 

Wenn die Wunderkerze den gleichen Wachstumspfad wie die Milchstraße durch Galaxienverschmelzungen und -übernahmen nimmt, dann sollte sie auf die gleiche Weise wachsen. In etwa neun Milliarden Jahren könnte sie unserem Zwilling sehr ähnlich sehen. Entstanden ist unsere Spiegelgalaxie etwa zur selben Zeit wie unsere Milchstraße – also circa vier Milliarden Jahre nach dem Urknall. 

Die vermutliche Entstehungsgeschichte unserer Milchstraße

Sowohl die Milchstraße als auch unser kürzlich entdeckter und weit entfernter junger Zwilling sind im jungen Universum wohl als überdichtes Konstrukt gestartet – ähnlich einer Wolke aus neutralem Wasserstoff. „Wir scheinen aus erster Hand den Aufbau dieser Galaxie mitzuerleben, wie sie ihre Masse aufbaut – in Form einer Zwerggalaxie und mehrerer Kugelsternhaufen“, erklärt Duncan Forbes von der Swinburne University in Australien.

Die Entstehung beider Galaxien kann man sich als Galaxien-„Samen“ vorstellen, so der Forscher. Durch die gegenseitige Anziehungskraft wurde dieser zusammengezogen. Auch einige der Kugelsternhaufen wurden in diesem Klumpen geboren, wahrscheinlich noch kurz vor der Geburt der Galaxie. Aus diesem Grund sind die Sterne in einigen Kugelsternhaufen älter als ihre Galaxien.

Ursprung von Kugelsternhaufen: Forscher stehen vor Rätsel

„Der Ursprung von Kugelsternhaufen ist ein langjähriges Rätsel“, sagt Aaron Romanowsky von der San Jose State University in Kalifornien, der gemeinsam mit Forbes die junge Galaxie untersucht. Er hofft, durch die Beobachtung mehr über die Entstehung der Kugelsternhaufen zu erfahren. 

Der älteste Kugelsternhaufen in der Milchstraße, HP1.
Der älteste Kugelsternhaufen in der Milchstraße, HP1, aufgenommen mit dem Gemini South Telescope in Chile. Er ist etwa 12,8 Milliarden Jahre alt und gehört zu den letzten überlebenden Mitgliedern der Haufen, die den inneren Bulge der Milchstraße bildeten. Die linke Tafel ist ein zusammengesetztes Farbbild von HP 1 aus der Nahinfrarot-Durchmusterung 2MASS. Das rechte Feld ist eine Nahaufnahme des MAD-Bildes im K-Band. Norden ist oben und Osten ist links. © Gemini South Telescope

Bei ihren Untersuchungen fiel den Forschenden auf, dass die Sternhaufen der Wunderkerze auffallende Ähnlichkeiten mit einigen Kugelsternhaufen der Milchstraße aufweisen. Einige von ihnen scheinen sich sehr früh gebildet zu haben. Zudem sind die Sterne recht metallreich. Dies scheint auf einen sehr schnellen Prozess der chemischen Anreicherung im frühen Universum hinzuweisen. In einigen Haufen gab es Sterne, die etwas älter und metallärmer waren als in anderen Haufen. Sie gehörten wahrscheinlich zu einer massearmen Satellitengalaxie, die bereits verschluckt wurde.

Geschichte der Milchstraße: So ist die Galaxie entstanden

Dies geschah in der „Fusionen und Übernahmen“, als die junge Milchstraße anfing, nahe gelegene Zwerggalaxien auszuschlachten. Das ist ein großer evolutionärer Schritt. Es ist möglich, dass mindestens die Hälfte der Masse unserer eigenen Galaxie aus diesen Verschmelzungen stammt. Im Laufe der Zeit verdichtete sich das gesamte Material zu der Spiralscheibe, in der die Sonne und die meisten anderen Sterne heute existieren.

Bisher macht unser Zwilling nur einen kleinen Teil der Masse der Milchstraße aus, etwa drei Prozent. Doch die Beobachtungen des Weltraumteleskops James Webb deuten darauf hin, dass die Wunderkerze auf ein ähnliches Ausmaß wie die Milchstraße anwachsen wird. Dafür muss sie aber noch einige kleinere Galaxien verschlingen. 

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