600 Millionen Jahre jung - Entdeckte Galaxie „Firefly Sparkle“ enthüllt Ursprünge der Milchstraße

Ein bemerkenswerter Fund eines Milchstraßen-Zwillings aus der Zeit nur 600 Millionen Jahre nach dem Urknall könnte helfen, das Geheimnis der Entstehung unserer Galaxie zu lüften. Neue Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop geben erstmals Einblick in die interne Struktur einer solchen jungen, massearmen Galaxie. 

Milchstraßen-Zwilling bringt Licht in Vorläufer unserer Galaxie

Diese Galaxie, „Firefly Sparkle“, war in zehn dichte Kugelsternhaufen unterteilt und besaß noch keine Sternenscheibe. Astronomen berichten in „Nature“, dass solche Haufen auch die Vorläufer unserer Milchstraße gewesen sein könnten.

Unsere Milchstraße entstand vor mehr als 13 Milliarden Jahren in der Frühphase des Kosmos. Dies wird durch uralte, metallarme Sterne im galaktischen Zentrum belegt, die auf die Vorläufer unserer Galaxie zurückgehen könnten. Anfang 2024 haben Astronomen zwei dieser Sternpopulationen detailliert kartiert und festgestellt, dass die Milchstraße möglicherweise aus mehreren protogalaktischen Sternenansammlungen hervorgegangen ist. Wie genau diese Frühform aussah und wuchs, bleibt jedoch weitgehend ungeklärt.

„Firefly Sparkle“ ist 600 Millionen Jahre alt

Jetzt hat ein früher Zwilling unserer Heimatgalaxie neue Aufschlüsse geliefert. „Firefly Sparkle“ existierte bereits 600 Millionen Jahre nach dem Urknall und war damals noch relativ klein mit nur etwa zehn Millionen Sonnenmassen an Sternen, wie Lamiya Mowla vom Wellesley College in Massachusetts und ihr Team herausgefunden haben. Diese ferne Galaxie gehört zu den masseärmsten, die bisher im frühen Universum beobachtet wurden und wäre normalerweise zu lichtschwach, um sichtbar zu sein.

Ein kosmischer Zufall kam den Astronomen jedoch zu Hilfe: Der Gravitationslinseneffekt vergrößert und erhellt „Firefly Sparkle“, indem die enorme Schwerkraft eines vorbeiziehenden Galaxienhaufens das Licht ablenkt. Dank dieses Effekts konnten Mowla und ihr Team „Firefly Sparkle“ erstmals mit dem hochauflösenden NIRSpec-Spektrometer des James-Webb-Teleskops untersuchen.

"Diese Beobachtungen liefern uns die ersten spektroskopischen Ansichten einer typischen Galaxie im Frühstadium, im erst 600 Millionen Jahre alten Universum", schreiben die Astronomen.

Sterne der Galaxie bilden noch keine Sternenscheibe

Die Aufnahmen zeigen erstmals, wie ein Vorläufer der Milchstraße in der Frühzeit des Universums ausgesehen haben könnte. „Firefly Sparkle zeigt die Merkmale einer jungen, gasreichen Galaxie in ihrem frühen Bildungsstadium“, berichten Mowla und ihre Kollegen. Die Sterne dieser Junggalaxie bildeten noch keine Sternenscheibe, sondern waren in zehn Kugelsternhaufen konzentriert, die in Größe und Masse den heutigen Kugelsternhaufen der Milchstraße ähneln, aber deutlich metallärmer waren.

Detaillierte Analysen ergaben, dass die Kugelsternhaufen von „Firefly Sparkle“ dichter und gasreicher als heutige Kugelsternhaufen waren. Sie erzeugten zudem mehr besonders massereiche Sterne und die Gase in diesen Haufen wiesen ungewöhnlich hohe Temperaturen auf. "Firefly Sparkle zeigt die Kennzeichen einer Sternbildung unter extremen Bedingungen", erklären die Astronomen.

Dichte Sternenhaufen geben Hinweise auf Galaxie-Bildung

Nach Ansicht der Wissenschaftler liefert „Firefly Sparkle“ wertvolle Hinweise darauf, wie die Milchstraße und andere Galaxien im frühen Kosmos entstanden sind. Große Kugelsternhaufen könnten als Vorläufer und Bausteine der späteren Galaxie gedient haben. Die intensive Sternbildung in diesen protogalaktischen Sternhaufen könnte die stellare Masse geliefert haben, aus der durch Verschmelzung die Galaxie wuchs.

„Firefly Sparkle legt nahe, dass sich frühe Galaxien durch solche dichten Sternenhaufen entwickelt haben könnten“, schlussfolgern Mowla und ihre Kollegen. Was jedoch im weiteren Verlauf der Galaxienentwicklung mit diesen „Gründerhaufen“ geschah, bleibt unklar. „Sie könnten bis heute überdauert haben oder durch die Gezeitenkräfte in der entstehenden Sternenscheibe der Galaxie zerrissen worden sein und nur als Kernhaufen im Galaxienzentrum überlebt haben“, erläutern die Astronomen.

Dieser erste Einblick in die Struktur eines frühen Milchstraßenzwillings konnte noch nicht alle Fragen klären. Doch das Astronomenteam hofft, durch weitere Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop noch mehr über „Firefly Sparkle“ und seine Zeitgenossen herauszufinden. Mit dem Teleskop wurden vor Kurzem erst weitere Sternenhaufen entdeckt.

Von Nadja Podbregar

Das Original zu diesem Beitrag "Astronomen finden frühesten Zwilling der Milchstraße" stammt von scinexx.