Frühreife Scheibengalaxie

Forscher haben die am weitesten entfernte Milchstraßen-ähnliche Galaxie entdeckt, die bisher beobachtet wurde. Diese Scheibengalaxie mit dem Namen Rebels-25 scheint so geordnet zu sein wie heutige Galaxien. Jedoch erscheint sie uns so, wie sie war, als das Universum erst 700 Millionen Jahre alt war. Das ist überraschend, da nach unserem derzeitigen Verständnis der Galaxienbildung solche frühen Galaxien chaotischer erscheinen müssten. Die Rotation und Struktur von Rebels-25 wurden mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ermittelt, an dem auch die Europäische Südsternwarte (ESO) beteiligt ist.

Die Galaxien, die wir heute sehen, haben einen langen Weg hinter sich, seit sie als chaotische, klumpige Gebilde im frühen Universum beobachtet werden. „Nach unserem Verständnis der Galaxienbildung erwarten wir, dass die meisten frühen Galaxien klein und chaotisch sind“, erklärt Jacqueline Hodge, Astronomin an der Universität Leiden in den Niederlanden und Mitautorin der Studie.

Diese chaotischen frühen Galaxien verschmelzen miteinander und entwickeln sich dann in einem unglaublich langsamen Tempo zu gleichmäßigeren Formen. Aktuelle Theorien besagen, dass eine Galaxie, die so geordnet ist wie unsere Milchstraße – eine rotierende Scheibe mit klaren Strukturen wie Spiralarmen – Milliarden von Jahren der Evolution durchlaufen haben muss. Die Entdeckung von Rebels-25 stellt diese zeitliche Abfolge jedoch in Frage.

In der Studie stellten Astronomen fest, dass Rebels-25 die am weitesten entfernte stark rotierende Scheibengalaxie ist, die jemals entdeckt wurde. Das Licht, das uns von dieser Galaxie erreicht, wurde ausgesendet, als das Universum erst 700 Millionen Jahre alt war – nur fünf Prozent seines heutigen Alters (13,8 Milliarden) – was die geordnete Rotation von Rebels-25 unerwartet macht. „Eine Galaxie zu sehen, die unserer eigenen Milchstraße so ähnlich ist und stark rotiert, stellt unser Verständnis dafür in Frage, wie schnell sich Galaxien im frühen Universum zu den geordneten Galaxien des heutigen Kosmos entwickeln“, erläutert Lucie Rowland, Doktorandin an der Universität Leiden und Erstautorin der Studie.

Rebels-25 wurde ursprünglich in früheren Beobachtungen desselben Teams entdeckt, die ebenfalls mit ALMA durchgeführt wurden, das sich in der chilenischen Atacama-Wüste befindet. Damals war es eine aufregende Entdeckung, die Hinweise auf Rotation lieferte, aber die Qualität der Daten war für eine sichere Schlussfolgerung nicht gut genug. Um die Struktur und Bewegung der Galaxie genau zu bestimmen, führte das Team mit ALMA Nachfolgeuntersuchungen mit höherer Auflösung durch, die ihre rekordverdächtige Beschaffenheit bestätigten. „ALMA ist das einzige existierende Teleskop, das über eine ausreichende Empfindlichkeit und Auflösung verfügt“, bekräftigt Renske Smit, Forscherin an der Liverpool John Moores University in Großbritannien und Mitautorin der Studie.

Überraschenderweise deuten die Daten auch auf weiter entwickelte Merkmale hin, die denen der Milchstraße ähneln, wie ein zentraler, länglicher Balken und sogar Spiralarme, auch wenn weitere Beobachtungen erforderlich sind, um dies zu bestätigen. „Zusätzliche Hinweise auf weiter entwickelte Strukturen zu finden, wäre eine aufregende Entdeckung, da es sich um die am weitesten entfernte Galaxie mit solchen Strukturen handeln würde, die bisher beobachtet wurden“, ergänzt Rowland.

Diese zukünftigen Beobachtungen von Rebels-25 sowie andere Entdeckungen früher rotierender Galaxien werden möglicherweise unser Verständnis der frühen Galaxienbildung und der Entwicklung des Universums insgesamt verändern.

MPIA / DE