Wie es entstand, bleibt ein Rätsel.
Selbstgemacht
Astronomen haben mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) eine massereiche Galaxie entdeckt, die so alt ist, dass ihre Existenz unmöglich sein dürfte, und stellt damit aktuelle Modelle zur Entstehung dieser Strukturen in Frage.
Wie in einer neuen Studie beschrieben, die in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde NaturDie sogenannte ruhende Galaxie ZF-UDS-7329 enthält mehr Sterne als die Milchstraße – obwohl sie nur 800 Millionen Jahre nach dem Urknall entstand. Dies deutet darauf hin, dass es irgendwie ohne die Anziehungskraft der Dunklen Materie zusammengekommen ist, was nicht möglich sein sollte.
„Die Bildung von Galaxien wird zu einem großen Teil davon bestimmt, wie sich dunkle Materie konzentriert“, sagte die Mitautorin der Studie, Claudia Lagos, eine Astronomin am International Center for Radio Astronomy Research, in einer Erklärung zu der Arbeit. „Das Vorhandensein dieser extrem massereichen Galaxien so früh im Universum stellt unser Standardmodell der Kosmologie vor erhebliche Herausforderungen.“
Dunkler Einfluss
Dunkle Materie ist unsichtbar, aber man geht davon aus, dass sie das gesamte Universum durchdringt. Tatsächlich macht es etwa ein Viertel davon aus – was die bloßen sechs Prozent der regulären, beobachtbaren Materie, aus der wir bestehen, in den Schatten stellt.
Als solches handelt es sich im wahrsten Sinne des Wortes um eine gewaltige Präsenz, deren Gravitationseinfluss die Form und Bildung großer kosmischer Strukturen wie Galaxien aus den Schatten bestimmt. Seine Rolle war in der Urepoche des Kosmos nicht weniger wichtig. Astronomen gehen davon aus, dass nach dem Urknall die ersten Keime von Galaxien durch die Bildung von Ansammlungen dunkler Materie, sogenannten Halos aus dunkler Materie, entstanden sind.
Mit ihrer immensen Schwerkraft würden diese Halos umgebendes Gas und Staub vom Urknall anziehen, der sonst zu heiß wäre, um in Objekte wie Sterne zu kollabieren. Dadurch würden Zwerggalaxien entstehen, und über Hunderte von Millionen Jahren würden nahegelegene Zwerggalaxien zu den großen Galaxien zusammenballen, die wir heute kennen.
Materie kalt serviert
Diese hypothetische Rolle der Dunklen Materie ist ein wesentlicher Bestandteil des am weitesten verbreiteten kosmologischen Modells. Diese neue Entdeckung wirft jedoch einen Strich durch die Rechnung.
Die Forscher beobachteten zunächst, dass ZF-UDS-7329 vor 11,5 Milliarden Jahren existierte. Durch die Durchführung einer detaillierten Spektralanalyse mit Daten von James Webb konnten die Forscher die Entstehung seiner Sterne jedoch auf eine Zeitspanne von weiteren 1,5 Milliarden Jahren in der Vergangenheit datieren. Zu einem so frühen Zeitpunkt in der Existenz des Universums hätten diese entscheidenden Halos aus dunkler Materie keine Zeit gehabt, sich zu bilden.
Um die Kosmologie, wie wir sie kennen, neu zu schreiben, brauchen wir natürlich mehr als ein paar Ausreißer. Dank fortschrittlicher Teleskope wie dem James Webb entdecken wir jedoch immer mehr dieser verwirrenden, scheinbar unmöglichen kosmischen Kuriositäten als je zuvor.
„Wir gehen jetzt über das hinaus, was möglich war, um die ältesten massiven ruhenden Monster zu bestätigen, die tief im Universum existieren“, sagte Co-Autorin Themiya Nanayakkara, eine Astronomin an der Swinburne University of Technology, in der Erklärung. „Dies verschiebt die Grenzen unseres aktuellen Verständnisses darüber, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln.“
Mehr zum Thema Weltraum: Vorbeiziehender Stern veränderte die Erdumlaufbahn, sagen Wissenschaftler