Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) Radioteleskop beobachtete die älteste und am weitesten entfernte bekannte Spiralgalaxie in unserem Universum, BRI 1335-0417. (Bildnachweis: Illustration: Jonathan Bland-Hawthorn und Thorsten Tepper-Garcia/Universität von Sydney)
Beobachtungen haben die ersten seismischen Wellen in einer alten Galaxie aufgedeckt, die möglicherweise neue Einblicke in die Ursprünge unserer eigenen Milchstraße bieten.
Die Galaxie mit der Bezeichnung BRI 1335-0417 ist mehr als 12 Milliarden Jahre alt und damit die älteste und am weitesten entfernte bekannte Spiralgalaxie in unserem Universum. Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) Radioteleskop in Chile untersuchten die Forscher die Bewegung des Gases um die Galaxie und konnten so die Entstehung einer seismischen Welle aufzeichnen. Ein solches Phänomen wurde noch nie zuvor in einer so frühen Galaxie beobachtet, heißt es in einer Erklärung der Australian National University.
„Wir waren insbesondere daran interessiert, wie sich Gas in die Galaxie hinein und durch sie hindurch bewegt“, so Takafumi Tsukui, Hauptautor der Studie von der Australian National University, in der Erklärung. „Gas ist ein wichtiger Bestandteil der Sternentstehung und kann uns wichtige Hinweise darauf geben, wie eine Galaxie ihre Sternentstehung tatsächlich vorantreibt.“
Die ALMA-Beobachtungen zeigen, dass die Scheibe der Galaxie – die aus rotierenden Sternen, Gas und Staub besteht – Wellen aufweist, wie sie sich in einem Teich ausbreiten, wenn man einen Stein hineinwirft. Das Team glaubt, dass diese Wellen wahrscheinlich das Ergebnis von externen Faktoren sind, wie z. B. neues Gas, das in die Galaxie strömt, oder Wechselwirkungen mit kleineren benachbarten Galaxien.
„Beide Möglichkeiten würden die Galaxie mit neuem Treibstoff für die Sternbildung bombardieren“, sagte Tsukui in der Erklärung.
Die Forscher beobachteten auch eine balkenartige Struktur in der Scheibe der Galaxie – die am weitesten entfernte bekannte Struktur dieser Art – die die Bewegung von Gas in Spiralgalaxien stören und es in Richtung des galaktischen Zentrums transportieren kann, sagte Tsukui.
BRI 1335-0417 ist eine uralte Galaxie aus einer Zeit, als das Universum gerade einmal 10 Prozent seines heutigen Alters hatte. Spiralförmige Strukturen sind jedoch im frühen Universum selten, so dass die Forscher BRI 1335-0417 ins Visier nahmen, um besser zu verstehen, wie sich solche Galaxien bilden und wie Gas zugeführt wird, um ihre schnelle Sternbildung anzutreiben.
„Man hat festgestellt, dass frühe Galaxien viel schneller Sterne bilden als moderne Galaxien“, sagte Emily Wisnioski, Mitautorin der Studie, in der Erklärung. „Dies trifft auf BRI 1335-0417 zu, die trotz einer ähnlichen Masse wie unsere Milchstraße Sterne mit einer Rate bildet, die einige hundert Mal schneller ist.“
Die ALMA-Beobachtungen, kombiniert mit Computersimulationen, helfen dabei, die Entwicklung von BRI 1335-0417 zu verstehen, einschließlich der Ansammlung von Gas und der anschließenden Sternbildung.
Ihre Ergebnisse wurden am 23. November 2023 in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
