(NRAO/AUI/NSF/B. Saxton; NASA/ESA/R. Foley; NASA/StScI) Astronomen haben eine Monstergalaxie entdeckt, die im frühen Universum für Probleme sorgte.
Als das Universum gerade einmal 1,8 Milliarden Jahre alt war, war die Galaxie XMM-2599 bereits ein kolossaler Chonker. Es war auch schon tot wie ein Türnagel.
Irgendwann zwischen dem Urknall (vor 13,8 Milliarden Jahren) und vor 12 Milliarden Jahren war es in einem Ausbruch der Sternentstehung aufgebläht – und dann völlig zum Stillstand gekommen.
„Noch bevor das Universum 2 Milliarden Jahre alt war, hatte XMM-2599 bereits eine Masse von mehr als 300 Milliarden Sonnen gebildet, was es zu einer ultramassereichen Galaxie machte.“ sagte der Physiker und Astronom Benjamin Forrest der University of California, Riverside.
„Bemerkenswerter ist, dass wir zeigen, dass XMM-2599 die meisten seiner Sterne in großer Hektik bildete, als das Universum weniger als 1 Milliarde Jahre alt war, und dann inaktiv wurde, als das Universum erst 1,8 Milliarden Jahre alt war.“
Lange Zeit glaubten Astronomen, dass sich im frühen Universum keine Riesengalaxien bilden könnten. Als sich unsere Technologie weiterentwickelte und wir immer besser darin wurden, in diese weiten Bereiche der Raumzeit zu blicken, wurden diese Annahmen in Frage gestellt.
Es stellte sich heraus, dass das frühe Universum mitschwimmte riesige Dinge, die , nach unseren kosmologischen Modellen, hätte keine Zeit zum Wachsen haben sollen . Numerische Modelle können jetzt massereiche Galaxien wie XMM-2599 berücksichtigen.
Aber etwas, das so schnell so groß wurde und dann plötzlich aufhörte zu wachsen? Das ist ein ganz anderer Kessel voller Seltsamkeiten.
XMM-2599 ist nicht der erste. Vor einigen Jahren fanden Astronomen eine massereiche Galaxie namens ZF-COSMOS-20115 Das war zum Leben erwacht und hörte dann plötzlich auf, als das Universum 1,7 Milliarden Jahre alt war. ZF-COSMOS-20115 hatte jedoch „nur“ 170 Milliarden Sonnenmassen – etwas mehr als die Hälfte der Masse von XMM-2599.
„In dieser Epoche haben nur sehr wenige Galaxien aufgehört, Sterne zu bilden, und keine ist so massereich wie XMM-2599.“ sagte die Physikerin und Astronomin Gillian Wilson der UC Riverside.
„Die bloße Existenz ultramassereicher Galaxien wie XMM-2599 stellt eine ziemliche Herausforderung für numerische Modelle dar.“ Auch wenn solch massereiche Galaxien in dieser Epoche unglaublich selten sind, werden sie von den Modellen vorhergesagt. Es wird jedoch erwartet, dass die vorhergesagten Galaxien aktiv Sterne bilden.
„Was XMM-2599 so interessant, ungewöhnlich und überraschend macht, ist, dass es keine Sterne mehr bildet, vielleicht weil es keinen Treibstoff mehr bekommt oder so.“ schwarzes Loch begann sich einzuschalten. „Unsere Ergebnisse erfordern Änderungen in der Art und Weise, wie Modelle die Sternentstehung in frühen Galaxien ausschalten.“
Basierend auf spektroskopischen Beobachtungen der Galaxie konnte das Forschungsteam die Sternentstehungsgeschichte von XMM-2599 rekonstruieren. Um so groß zu werden, hätte er auf dem Höhepunkt seiner Starburst-Aktivität rund 500 Millionen Jahre lang jedes Jahr Sterne mit einer Geschwindigkeit von 1.000 Sonnenmassen bilden müssen.
Die Sternentstehungsrate der Milchstraße liegt derzeit bei rund 100.000 Sternen drei oder vier Sonnenmassen pro Jahr .
Obwohl hoch, ist die maximale Sternentstehungsrate von XMM-2599 für diesen Zeitraum nicht einzigartig. Im Jahr 2008 entstand eine Galaxie namens EQ J100054+023435 beim Herstellen von Sternen erwischt mit einer Geschwindigkeit von über 1.000 Sonnenmassen pro Jahr, vor 12,2 Milliarden Jahren. Allerdings war es wie ZF-COSMOS-20115 mit nur 10 Milliarden Sonnenmassen viel weniger massereich als XMM-2599. Und es war nicht tot.
In den letzten Jahren hat sich die Simulationssoftware erheblich verbessert und kann die extreme Sternentstehung im frühen Universum erklären. Aber es kann noch keine Bedingungen erzeugen, die zu toten massereichen Galaxien führen – was wir in ZF-COSMOS-20115 und XMM-2599 sehen.
Es gibt also viele Fragezeichen zu XMM-2599. Ist sie aus einer Reihe anderer Galaxien entstanden? Was hat es ausgeschaltet?
Und zu was hat es sich in den 12 Milliarden Jahren entwickelt, seit sein Licht seine lange Reise durch das Universum begann? Erledigt bleib tot ? Ist es wieder zum Leben erwacht? wie die Milchstraße ? Oder ist etwas anderes passiert?
„Wir haben XMM-2599 in seiner inaktiven Phase gefangen“ Sagte Wilson .
„Wir wissen nicht, was bis heute daraus werden wird.“ Wir wissen, dass es nicht an Masse verlieren kann. Eine interessante Frage ist, was rundherum passiert. Könnte es im Laufe der Zeit durch die Schwerkraft nahegelegene Sternentstehungsgalaxien anziehen und zu einer hellen Galaxienstadt werden?
Platz, Mann. Es ist verdammt verrückt.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .