Japanische Astronomen beobachten das Sterben einer der ersten Galaxien nach dem Urknall!

Japanische Forscher finden eine der ersten Galaxien nach dem Urknall im Endstadium der Sternentstehung, die inaktiv und von hoher Masse ist.

Die ersten großen und damit massereichsten Galaxien sind möglicherweise die Vorläufer der elliptischen Riesengalaxien. Diese Galaxien haben schon vor langer Zeit aufgehört, Sterne zu bilden, weshalb sie auch als "Massive Dormant Galaxies" bezeichnet werden.

Diese Objekte haben durch die Bildung der ersten Sterneschneller ihre Sternmassen aufgebaut, so dass sie der Schlüssel zu einem besseren Verständnis des Evolutionsprozesses von Galaxien sein könnten.

Bislang wurden nur sehr wenige solcher Galaxien in großen Entfernungen mit einer Rotverschiebung (z) von mehr als 4,0 entdeckt und durch Spektroskopie bestätigt. Die Suche nach neuen Galaxien dieses Typs ist für Astronomen von großer Bedeutung, da diese Objekte uns helfen könnten, die Frühphase des Universums nach dem Urknall zu verstehen.

Am 29. August hat ein Team von Astronomen in einer auf dem arXiv-Server veröffentlichten Arbeit die Entdeckung einer neuen massereichen, ruhenden Galaxie mit hoher Rotverschiebung gemeldet. Die Galaxie mit der Bezeichnung COSMOS-1047519 wurde mithilfe des Keck-I-Teleskops auf Hawaii entdeckt.

grafik — Spektrum der Galaxie COSMOS-1047519. Kredit: Takumi Kakimoto

Die jüngste inaktive Galaxie

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Takumi Kakimoto von der Japan University of Advanced Studies hat die Entdeckung einer ruhenden, massereichen Galaxie mit einer sehr großen Rotverschiebung oder Entfernung bestätigt.

Der Forscher führte aus, dass die spektroskopische Bestätigung einer massiven ruhenden Galaxie bei z = 4,53 auf der Grundlage der Keck/MOSFIRE-Beobachtung präsentiert wurde. Mit einer sehr großen stellaren Masse und einer sehr niedrigen Sternentstehungsrate aus der spektralen Anpassung, die sowohl Spektrometrie als auch Photometrie verwendet.

Spektroskopie und Photometrie sind die Analysen des Lichtspektrums eines astronomischen Objekts sowohl in seiner Lichtkurve als auch in direkten Bildern.

Die Beobachtungen ergaben, dass COSMOS-1047519 eine Masse von etwa 60 Milliarden Sonnenmassen und eine Sternentstehungsrate (SFR) von nur 10 Sonnenmassen pro Jahr hat. Die Galaxie wird auf ein Alter von 180 Millionen Jahren geschätzt, als das Universum noch in den Kinderschuhen steckte.

Die Astronomen betonten, dass die geschätzte SFR deutlich unter derjenigen liegt, die für Galaxien mit einer Rotverschiebung von 4,5 geschätzt wird. Die aus der Anpassung abgeleitete Sternentstehungsgeschichte von COSMOS-1047519 deutet darauf hin, dass die Galaxie einen Starburst erlebte, gefolgt von einer schnellen Abkühlung auf einer Zeitskala von etwa 100 Millionen Jahren.

Die Rotverschiebung oder "z" wird in der Astrophysik verwendet, um die Entfernung entfernter Galaxien zu bestimmen, und hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sie sich von uns entfernen.

Damit ist COSMOS-1047519 eine der jüngsten ruhenden Galaxien mit einer Rotverschiebung von mehr als 3,0. Die Ergebnisse zeigen auch, dass COSMOS-1047519 wahrscheinlich eine sterbende Galaxie ist.

Künftige Herausforderungen

Auf der Suche nach den physikalischen Prozessen, die für die Unterdrückung der Sternentstehung in COSMOS-1047519 verantwortlich sind, schlagen die Autoren der Studie die plausibelste Hypothese vor.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Gasverarmung aufgrund von Starbursts und/oder Rückkopplungen vom zentralen Schwarzen Loch durch Wechselwirkungen oder Verschmelzungen zwischen Galaxien für die Abkühlung verantwortlich sein könnten.

Das extrem schnelle Andocken der ersten Galaxien in den ersten Milliarden Jahren der kosmischen Geschichte ist eine große Herausforderung für unser Verständnis der Physik der Galaxienbildung und der Entwicklung des frühen Universums.

Dies wird sich zweifellos mit der Ankunft des James Webb Space Telescope ändern, das die Existenz solcher Galaxien in erheblicher Zahl in den ersten paar hundert Millionen Jahren bestätigt hat.