Astronomen haben erstmals eine Erklärung für ein Rätsel gefunden, das Wissenschaftler jahrzehntelang geplagt hat. Warum hören einige Galaxien zu Beginn der Geschichte des Universums plötzlich auf, Sterne zu bilden, und verwandeln sich in „tote“ Strukturen? Es stellte sich heraus, dass die Ursache in einem gewaltigen Selbstmordmechanismus liegt: Galaxien blasen buchstäblich ihr eigenes Baumaterial aus sich heraus.

Eine neue Studie, veröffentlicht in der renommierten Zeitschrift der Royal Astronomical Society, hat die Vorstellung von der frühen Entwicklung des Kosmos auf den Kopf gestellt. Zuvor hatten Wissenschaftler den Einfluss der Dunklen Energie oder andere komplexe Hypothesen in Betracht gezogen, doch nun wurde die Ursache in der Physik von Galaxienkollisionen gefunden.

Die Anomalie, die von James Webb eingefangen wurde

In den ersten 1–2 Milliarden Jahren nach dem Urknall waren Galaxien die wichtigsten „Bausteine“ des modernen Universums. Sie wuchsen, verschmolzen und bildeten neue Strukturen. Doch der James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) begann, seltsame Objekte zu registrieren: riesige Galaxien, die bereits in ihrer Kindheit „passiv' wirkten und keine neuen Sterne bildeten, obwohl sie zuvor einen heftigen Aktivitätsschub erlebt hatten.

Derartige Entdeckungen brachten Astrophysiker ins Stocken. Lange Zeit war unklar, wie massereiche Galaxien ihre Ressourcen so schnell erschöpfen konnten.

Fall CRISTAL-02: Katastrophe statt Geburt

Den Durchbruch gelang ein Forscherteam unter der Leitung von Rebecca Davis von der Swinburne University. Die Wissenschaftler untersuchten den Objekt CRISTAL-02, das nur 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall existierte. Es stellte sich heraus, dass es sich nicht um eine einzelne Galaxie handelt, sondern um eine Zone einer katastrophalen Kollision von mindestens zwei kosmischen Strukturen.

Normalerweise strömt bei der Verschmelzung von Galaxien Gas in das Zentrum und löst eine heftige Sternentstehung aus. Im Fall von CRISTAL-02 löste dieser Prozess jedoch eine umgekehrte Reaktion aus – eine Kettenreaktion der Selbstzerstörung:

  • Kosmischer Ausbruch: Die Galaxie CRISTAL-02 bildete Sterne doppelt so schnell wie andere Objekte jener Ära.
  • Supernova-Explosionen: Die massereichsten Sterne, die in diesem Chaos geboren wurden, brannten sehr schnell aus und explodierten.
  • Galaktischer Wind: Eine Serie von Explosionen erzeugte einen übermächtigen Strom, der den kalten Gas aus der Galaxie zu drängen begann – das einzige Material zur Erschaffung neuer Lichter.

Tödlicher Gasverlust

Die Situation für CRISTAL-02 war aussichtslos. Die Geschwindigkeit des Gasverlusts aus der Galaxie übersteigt die Geschwindigkeit der Geburt neuer Sterne um das Zweifache. Bei solchem Verlauf erschöpft die Galaxie ihre Vorräte in weniger als 50 Millionen Jahren und „erlischt' endgültig.

Laut Rebecca Davis kann dieses Phänomen mit dem Leben einer überaktiven Megastadt verglichen werden: „Galaxien kollidieren und erleben einen rasenden Ausbruch der Sternentstehung. Aber wenn die größten von ihnen als Supernovae explodieren, lösen sie Winde aus, die einfach das Gas wegblasen, das für das weitere Leben notwendig ist'.

Folgen für die Wissenschaft

Die Entdeckung hat globale Bedeutung. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass fast die Hälfte der massereichen Galaxien in den frühen Phasen der Existenz des Universums aktiv mit Nachbarn interagiert. Dies beweist, dass der zerstörerische galaktische Wind keine einzelne Anomalie ist, sondern ein verbreiteter kosmischer Prozess.

Neue Daten ermöglichen die Korrektur von Computermodellen zur Evolution des Universums. Zuvor schienen einige frühe Galaxien den Wissenschaftlern aufgrund der Aktivität supermassereicher Schwarzer Löcher zu groß und zu hell, die eine optische Täuschung erzeugten. Nun planen Astronomen neue Beobachtungen mit Hilfe des JWST, um die Staubregionen von CRISTAL-02 zu untersuchen und andere Galaxien zu finden, die Opfer ihres eigenen Sternwindes geworden sind.