Entdeckung der Zwillingsgalaxie der Milchstraße
Während seines Sommerurlaubs im vergangenen Jahr in Kantabrien genoss der renommierte Astrophysiker Luca Costantin am 1. August einen entspannten Tag . Nachdem er die üppig grünen Berge und Sandstrände von San Vicente de la Barquera erkundet hatte, schaltete er seinen Laptop ein und checkte seine E-Mails – eine Angewohnheit, die er, wie er zugibt, auch im Urlaub pflegt. Unter den neuen Nachrichten befand sich eine Reihe faszinierender Bilder, die vom revolutionären James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen worden waren, das am Weihnachtstag 2021 gestartet wurde.
Bei der Untersuchung der Bilder und der Klassifizierung verschiedener Galaxien fiel ihm eine besonders ins Auge. Er hatte Ceers-2112 entdeckt, eine Galaxie, die man als die „Zwillingsschwester“ der Milchstraße auf der gegenüberliegenden Seite des Universums betrachten könnte. Diese Entdeckung wird in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature ausführlich beschrieben. Das Universum ist schätzungsweise 13.800 Milliarden Jahre alt.
Einer Studie von Costantin und seinen Kollegen zufolge existierten Galaxien, die der Milchstraße ähnelten, bereits vor 11.700 Milliarden Jahren, als das Universum erst 15 % seines heutigen Alters hatte. Das hochempfindliche James-Webb-Weltraumteleskop hat das schwache Licht eingefangen, das im frühen Universum ausgesandt wurde. „Es ist, als würden wir unsere Galaxie in der Vergangenheit sehen“, sagt der 33-jährige italienische Forscher Costantin.
Der Astrophysiker Pablo G. Pérez González vergleicht die Entdeckung mit der eines 100-jährigen Menschen, der sich selbst noch nie im Spiegel gesehen hat, als er im Alter von 15 Jahren ein Selbstporträt erhielt, das ihm von einer unbekannten Zwillingsschwester geschickt wurde. Dies ist die am weitesten entfernte milchstraßenähnliche Galaxie, die jemals entdeckt wurde, bekannt als Ceers-2112. Diese Galaxie befindet sich in der Himmelsregion zwischen den Sternbildern Ursa Major und Boyero, einer gepunkteten Linie, die einer menschlichen Figur ähnelt und den Stern Arthur enthält, einen der hellsten am Himmel.
Galaxie Ceers-2112
Laut Pérez González, einem der Hauptautoren der Studie, entspricht die Gesamtmasse der Sterne in ceers-2112 3.900 Milliarden Sonnenmassen – eine Größe, die mit Simulationen der damaligen Dimensionen der Milchstraße übereinstimmt. „Damals gab es in unserer Galaxie zehnmal weniger Sonnenmassen“, erklärt der Forscher, der zusammen mit Costantin am Zentrum für Astrobiologie (INTA-CSIC) in Torrejón de Ardoz bei Madrid arbeitet. Wie andere Spiralgalaxien im lokalen Universum besitzt auch die Milchstraße in ihrem länglichen Zentrum eine balkenartige Struktur. Vor etwa 15 Jahren ermöglichte das 1990 gestartete Hubble-Weltraumteleskop, das im Vergleich zum heutigen James-Webb-Weltraumteleskop vergleichsweise primitiv war, Wissenschaftlern die Untersuchung von rund 2.000 ähnlichen Galaxien.
NASA-Astronomen kommen zu dem Schluss, dass die zentralen Balken von Spiralgalaxien das Ergebnis der Galaxienentwicklung sind. Balken entstehen, wenn die Umlaufbahnen von Sternen instabil werden und von ihren vorherigen Kreisbahnen abweichen. In diesen langgestreckten Strukturen sammeln sich große Mengen an Gasen an, wodurch neue Sterne entstehen und Galaxien sich verwandeln.
Die junge Galaxie CEERS-2112 ist ein Beispiel für eine Galaxie, die überraschenderweise einen Balken in ihrem Zentrum aufweist, obwohl sie erst 2.100 Milliarden Jahre alt war, als sie das Licht aussandte, das das Teleskop erreichte. Die Bedeutung dieser Strukturen liegt laut Pablo G. Pérez González darin, dass sie eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Leben spielen. Damit die Sonne mit ihren essentiellen Metallen wie Eisen, Nickel, Kohlenstoff, Silizium und allen anderen Bausteinen des Lebens entstehen konnte, müssen frühere Sterne elliptische Umlaufbahnen besessen und Material von den Sternentstehungsgebieten im Inneren der Galaxie in die äußeren Regionen transportiert haben.
Uralte Zwillingsgalaxie der Milchstraße
Die Existenz von SPT0418-47, einer „Zwillingsgalaxie“ der Milchstraße, wurde bereits vor drei Jahren bekanntgegeben. Sie galt schon als kolossales und stabiles Gebilde, als das Universum erst 1.400 Milliarden Jahre alt war . Allerdings fehlte ihr noch ein Beleg. Laut Pérez González: „Die Milchstraße könnte unzählige Zwillingsgalaxien besitzen, die wir jeweils in unterschiedlichen Epochen des Universums beobachten. Diese Zwillingsgalaxien können uns eine Zeitleiste der Entwicklung der Milchstraße liefern.“
Die Galaxie CEERS-2112 ist nach dem internationalen Projekt „Cosmic Evolution Early Release Science“ benannt, an dem Astrophysiker des Zentrums für Astrobiologie beteiligt sind. Obwohl er nicht an der Studie mitwirkte, lobte der mexikanische Astrophysiker Yetli Rosas Guevara die Forschung. Er erklärte: „Dies ist die erste Veröffentlichung, die Spiralgalaxien mit einem zentralen Balken im frühen Universum identifiziert. Angesichts des frühen Alters würden wir erwarten, dass alles turbulenter ist .“ Guevara führt kosmologische Simulationen am Internationalen Zentrum für Physik in Donostia-San Sebastián durch. Laut Rosas Guevara ist der Einfluss des James-Webb-Weltraumteleskops auf die Astronomie nicht zu unterschätzen.
Dank dieses leistungsstarken Werkzeugs konnten Astronomen die ersten Galaxien entdecken, die im Universum entstanden. Guevara weist darauf hin, dass mit zusätzlichen Beobachtungen festgestellt werden könnte, ob Ceers-2112 ein singuläres Ereignis im frühen Universum war oder ob bereits zahlreiche Galaxien ähnlich der Milchstraße existierten.
Wie Sie sehen, platzieren wir mit jeder Entdeckung Teile des Puzzles unseres Universums, um seine Entstehung und seine gesamte Zusammensetzung besser zu verstehen. Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die Eigenschaften der Hauptgalaxie der Milchstraße und ihre Entdeckungen erfahren können.