James-Webb-Teleskop: Das sind die ersten Sterne in unserem Universum

Astronomen konnten das Sterben einer weit entfernten Galaxie im frühen Universum aus noch unbekannten Gründen beobachten. Unsere, die Milchstraße, hat noch 4 Milliarden Jahre vor sich, und wir wissen, was mit ihr geschehen wird.
Die Milchstraße ist die Galaxie, in der sich unser Sonnensystem befindet. Es wird geschätzt, dass sie innerhalb von 4 Milliarden Jahren so verschwinden wird, wie wir sie jetzt kennen.
Die Milchstraße ist die Galaxie, in der sich unser Sonnensystem befindet. Es wird geschätzt, dass sie innerhalb von 4 Milliarden Jahren so verschwinden wird, wie wir sie jetzt kennen.

Eine tote Galaxie, die 13 Milliarden Jahre nach dem Urknall aufgehört hat, Sterne zu bilden, ist die überraschende Entdeckung, mit der das James Webb Space Telescope die Türen zum Verständnis des tiefen und primitiven Universums öffnet. Die Datierung von JADES-GS-z7-01-QU, so der Name dieser Galaxie, macht sie zur ältesten bisher entdeckten Erscheinung dieser Art.

Das internationale Team von Astronomen, das ihn gesichtet und untersucht hat und an dem auch das Zentrum für Astrobiologie (CAB) in Spanien beteiligt ist, hat festgestellt, dass er entstanden ist, als das Universum nur 700 Millionen Jahre alt war und sich in einer sehr aktiven Phase befand.

In dieser Galaxie gab es eine rasche Geburt von Sternen, die zwischen 30 und 90 Millionen Jahren dauerte. Dann, aus einem unbekannten Grund, schaltete sie plötzlich ab.

"Er lebte schnell und starb jung", so das Forscherteam unter der Leitung von Tobias Looser, der am Kavli Institute of Cosmology der Universität Cambridge (Vereinigtes Königreich) eine Promotion in extragalaktischer Astrophysik vorbereitet.

Ein "All-you-can-eat-Buffet" zum Sterne machen

Im Bericht der Forscher, der in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, spielen sie auf die Tatsache an, dass Galaxien einen reichlichen Vorrat an Gas - vor allem Wasserstoff - benötigen, um neue Sterne zu bilden. Und das frühe Universum war wie ein "All-you-can-eat-Buffet" aus Gaswolken. Wenn sich die Materiefragmente in den kalten Gas- und Staubwolken, die im Weltraum schweben (die wir als Nebel kennen), zusammenfügen, werden aufgrund der Anziehungskraft weitere Teilchen hinzugefügt, bis eine große Masse entsteht.

Dieser zieht sich zusammen, wodurch seine Dichte, sein Druck und seine Wärme zunehmen. Die neuen physikalischen Bedingungen führen dazu, dass sich die Atome immer schneller bewegen und miteinander kollidieren. Daraufhin setzen Kernfusionsreaktionen ein, die die Geburt des Sterns markieren.

So stirbt eine Galaxie

Im Fall von JADES-GS-z7-01-QU schlagen Wissenschaftler mehrere Hypothesen vor, um den raschen Stillstand in seinem Sternentstehungsprozess zu erklären. Die plausibelsten sind die Bildung eines Schwarzen Lochs oder die Rückkopplung der Sternentstehung, die zum Ausstoß von Gas ins All und zum Verlust der für die Entstehung neuer Sterne notwendigen Materie führt.

Aber Galaxien können auch aus anderen Gründen sterben. Wenn sie von größeren Galaxien verschluckt werden oder wenn sie miteinander kollidieren. Eine beunruhigende Tatsache: Unsere Galaxie, die Milchstraße, hat noch etwa 4 Milliarden Jahre zu leben, bevor sie mit unserer Nachbargalaxie Andromeda kollidiert, auf die wir mit einer Geschwindigkeit von mehr als 400.000 Kilometern pro Stunde zurasen. Das behauptet der Astrophysiker Brant Robertson in einer 2006 durchgeführten Simulation, in der er auch vorhersagt, dass die Sonne diesen Zusammenstoß überleben wird.

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Sie wird uns wenig nützen, weil die Sonne bis dahin so stark geworden ist, dass sie alles auf der Erde verbrennt und sie in ein steriles und unbewohnbares Land verwandelt, wie es auf der Venus geschieht. Das würde in 3,5 Milliarden Jahren geschehen. Dann wird die Sonne unser gesamtes Sonnensystem verschlingen.

Der JADES-GS-z7-01-QU könnte wiederauferstanden sein

Die Galaxie, die das James-Webb-Weltraumteleskop beobachtet, ist Milliarden von Lichtjahren von der Erde entfernt. IWenn man bedenkt, dass ein Lichtjahr 9,46 Billionen Kilometern entspricht, ist das, was die Astronomen jetzt beobachten, die Galaxie, wie sie vor 13 Milliarden Jahren existierte. Oder anders ausgedrückt: Die Entfernung ist so unvorstellbar groß, dass das Licht, das die Galaxie während ihres Sterbens aussandte, so lange gebraucht hat, um uns zu erreichen.

Aus diesem Grund schließen die Astronomen nicht aus, dass dieselbe Galaxie später wieder die Bedingungen für die Bildung neuer Sterne gefunden haben könnte. Aber das ist etwas, das aufgrund der physikalischen Gesetze erst Generationen lange nach der unseren entdecken werden müssen.

Quellenhinweis:

Looser, T.J., D’Eugenio, F., Maiolino, R. et al. A recently quenched galaxy 700 million years after the Big Bang. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07227-0

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