In der Astronomie galt lange Zeit die Annahme, dass Galaxien in der Frühzeit des Universums kontinuierlich neue Sterne bilden. Neueste Daten des Weltraumteleskops James Webb (JWST) haben jedoch eine herausragende Entdeckung ans Licht gebracht: Eine Galaxie, die bereits 700 Millionen Jahre nach dem Urknall die Sternentstehung eingestellt hat.

Dies widerspricht der gängigen Auffassung, dass Galaxien in dieser Ära "normalerweise in voller Blüte" stehen. Diese Erkenntnis kommt von der Universität Genf und deutet darauf hin, dass das Ende der Sternentstehung wesentlich früher eintreten könnte, als bisherige Modelle angenommen haben.

Galaxien: Gasmagneten im Universum!

Typischerweise ziehen Galaxien in der frühen Phase des Universums Gas aus ihrer Umgebung an, das zur Geburt neuer Sterne führt. Dieses Wachstum wird durch einen Kreislauf beschleunigt, bei dem zusätzliche Gasansammlungen wiederum die Bildung neuer Sterne fördern. Dieses aktive Wachstum macht Galaxien zu echten "Gasmagneten".

Jedoch beginnt irgendwann die Phase, die Astronomen als Quenching bezeichnen. Galaxien, die diesen Zustand erreichen, werden als "quenched", ruhend oder "rot und tot" charakterisiert. Sie haben keine jüngeren, blauen Sterne mehr, sondern zeigen nur noch die älteren, kleineren, roten Sterne der letzten Generation. Der genaue Grund für diesen Quenching-Prozess ist bis dato noch unbekannt und ein aktives Forschungsfeld.

Die weltweit älteste ruhende Galaxie entdeckt

Mit RUBIES-UDS-QG-z7 haben Astronomen die bis dato am weitesten entfernte und damit älteste massereiche ruhende Galaxie (massive quiescent galaxy, MQG) entdeckt. Diese Galaxie zeigt eine spektroskopische Rotverschiebung von 7,29, was auf eine Zeit von etwa 700 Millionen Jahren nach dem Urknall hinweist. Normalerweise benötigt es viel Zeit, um eine MQG zu formen; das heißt, sie muss zunächst eine beträchtliche Anzahl von Sternen bilden, bevor die Sternentstehung eingestellt wird.

Die Galaxie selbst ist relativ klein mit einer Größe von etwa 650 Lichtjahren. Innerhalb der ersten 600 Millionen Jahre nach dem Urknall hat sie eine Masse von über 10 Milliarden Sonnenmassen an Sternen gebildet, um dann abrupt die Sternentstehung einzustellen und zu einer ruhenden Galaxie zu werden.

Dank der Fortschritte in der Spektroskopie im nahen Infrarotbereich können Wissenschaftler immer weiter zurück in die Geschichte des Universums schauen und somit immer ältere MQGs identifizieren. Bislang entdeckte das JWST solche Galaxien, die etwa 1,2 Milliarden Jahre nach dem Urknall existierten. Dies ist relativ kurz, wenn wir die Lebensdauer des Universums von rund 13,8 Milliarden Jahren betrachten, doch nun könnte das Bild durch die entdeckte noch ältere Galaxie noch klarer werden.

Die Entdeckung von RUBIES-UDS-QG-z7 könnte massive Implikationen für die Astrophysik haben. Andrea Weibel, die Erstautorin der Studie, erklärt: „Diese Entdeckung legt nahe, dass massereiche ruhende Galaxien in der ersten Milliarde Jahre des Universums über 100 Mal häufiger vorkommen, als es die bestehenden Modelle vorhersagen.“ Dies hat möglicherweise zur Folge, dass die theoretischen Annahmen über die Entstehungszeiträume solcher Galaxien einer umfassenden Überprüfung bedürfen. Die Mischung aus unerwarteten Entdeckungen und tiefgreifenden Fragen verspricht eine spannende Zeit für die Astronomie!