Blick in die frühe Phase der Sternentstehung

Vor 10,5 Milliarden Jahren erreichte die Entstehung neuer Sterne im Kosmos ihren Höhepunkt. Einem internationalen Forscherteam gelang mit dem Weltraumteleskop Hubble ein Blick in einen entscheidenden Prozess dieser Phase: Die Astronomen beobachteten erstmals den Kollaps einer gewaltigen Materieverdichtung im Außenbereich einer jungen Galaxie. Die Verdichtung enthalte etwa eine Milliarde Sonnenmassen an Materie und sei weniger als zehn Millionen Jahre alt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Ausgedehnte Struktur mit hellem Fleck oberhalb des mit einem Kreuz markierten Zentrums.
Junge Sternenstehungsregion

„Das hohe Auflösungsvermögen und die hohe Empfindlichkeit des Hubble-Teleskops erlaubt die routinemäßige Beobachtung großer Sternentstehungsregionen in jener kosmischen Epoche drei Milliarden Jahre nach dem Urknall“, stellen Anita Zanella von der französischen Universität Paris-Diderot fest. „Die Entstehung solcher Regionen konnte jedoch bislang nicht beobachtet werden – und deshalb ist umstritten, ob die Verdichtungen die energetische Rückkopplung durch junge Sterne überhaupt überstehen können.“ Damit blieb bislang unklar, ob solche großen Verdichtungen tatsächlich eine entscheidende Rolle spielen, wie sie entstehen und welche Lebensdauer sie haben.

Um Antworten auf diese Fragen zu finden, haben Zanella und ihre Kollegen den Galaxienhaufen CL J144910856 intensiv mit Hubble beobachtet. Das Licht des Haufens benötigt 10,5 Milliarden Jahre zur Erde, die Forscher sehen ihn also mitten im Höhepunkt der kosmischen Sternentstehung. Das Team stieß bei 68 Galaxien des Haufens auf Anzeichen für eine rasante Bildung neuer Sterne. Besonders eine Galaxie erregte die Aufmerksamkeit der Astronomen: Die Daten zeigten hier eine große Sternentstehungsregion im Außenbereich mit einem Alter von nur zehn Millionen Jahren. Im Durchschnitt sind solche Gebiete hundert Millionen Jahre alt. Die Entstehungsrate neuer Sterne ist in der Region zehnmal höher als im Rest der Galaxie.

Zanella und ihre Kollegen ziehen aus ihren Beobachtungen den Schluss, dass die Entstehung solcher ausgedehnten Sternentstehungsregionen relativ selten ist – alle 2,5 Milliarden Jahre pro Galaxie –, die Regionen mit 500 Millionen Jahren aber eine recht lange Lebensdauer besitzen. Sie überstehen also die starke Strahlung der jungen Sterne und spielen tatsächliche eine entscheidende Rolle für die Entwicklung eines Sternsystems. Um den Prozess genau zu verstehen sei aber, so die Forscher, die Beobachtung einer größeren Anzahl solcher jungen Verdichtungen und die genaue Bestimmung ihrer physikalischen Parameter nötig.