Staubige Galaxie im jungen Kosmos

Die Galaxie A1689-zD1 ist erst wenige Hundert Millionen Jahre alt und enthält doch bereits Staub wie ein viele Milliarden Jahre altes Sternsystem. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO und der Radioteleskopanlage ALMA. Der hohe Staubanteil deute auf eine frühe, explosionsartige Entstehung von Sternen in den sich gerade erst bildenden Galaxien im jungen Kosmos hin, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Ausschnitt aus dem Galaxienhaufen, vergrößert ein kleiner Bereich mit einem verschwommenen Objekt, damit überlagert zwei Kontourlinien.
Die Galaxie A1689-zD1

„Obwohl die genaue Quelle des Staubs unklar bleibt, deuten unsere Funde darauf hin, dass seine Produktion sehr schnell, innerhalb von gerade einmal 500 Millionen Jahren mit Beginn der Sternentstehung im Universum abläuft“, erläutert Darach Watson vom Dark Cosmology Center der Universität Kopenhagen, „das ist ein ein sehr kurzes kosmologisches Zeitfenster angesichts der Tatsache, dass die meisten Sterne mehrere Milliarden Jahre leben.“

Beim Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren sind nur die leichten Elemente Wasserstoff, Helium und ein kleiner Anteil Lithium entstanden. Alle schwereren Elemente haben sich erst durch Kernfusion in Sternen gebildet. Und erst aus diesen schweren Elementen konnten sich dann Staubkörnchen bilden, Grundlage wiederum für die Entstehung von Gesteinsplaneten wie der Erde. Deshalb haben die Forscher in einer weit entfernten Galaxie wie A1689-zD1 keinen hohen Staubanteil erwartet.

Das Licht benötigt 13,1 Milliarden Jahre von diesem Sternsystem zur Erde – Astronomen sehen es also so, wie es vor 13,1 Milliarden Jahren aussah, 700 Millionen Jahre nach dem Urknall. Die Entstehung von Sternen und die Bildung von Staub muss in dieser Galaxie daher rasant abgelaufen sein. Aufgrund ihrer gewaltigen Entfernung ist A1689-zD1 extrem leuchtschwach – zu leuchtschwach, um selbst mit den größten Teleskopen sichtbar zu sein. Doch ein Zufall half den Astronomen: Zwischen dem fernen Sternsystem und der Erde liegt ein gewaltiger Galaxienhaufen. Mit seiner Schwerkraft wirkt dieser Galaxienhaufen als Gravitationslinse und verstärkt die Strahlung von A1689-zD1 um das Neunfache.