Amherst/USA. Vor knapp einem Jahrzehnt stießen Astronominnen und Astronomen auf ein seltsames Phänomen: Bei etwa der Hälfte aller großen Galaxien im jungen Kosmos kommt die rasante Entstehung von Sternen etwa drei Milliarden Jahre nach dem Urknall ganz plötzlich zum Erliegen. Nun liefern Beobachtungen eines Teams aus Forscherinnen und Forschern mit dem Weltraum­teleskop „Hubble“ und der großen Radioteleskop­anlage „Alma“ in Chile Hinweise auf die Ursache für dieses Erlöschen: Den Galaxien geht offenbar das Gas aus, das sie für die Produktion neuer Sterne benötigen. Was zu diesem Mangel führt, bleibe allerdings mysteriös, da es in der Umgebung der Stern­systeme reichlich Gas gebe, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Die größten Galaxien im Kosmos haben ihre Sterne nach dem Urknall in bemerkenswert kurzer Zeit produziert“, erklärt Katherine Whitaker von der University of Massachusetts in Amherst in einer Mitteilung. „Jeweils etwa hundert Milliarden Sterne in einer Milliarde Jahren.“ Das sei kein Wunder, so die Astronomin, denn damals war der Rohstoff für die Bildung von Sternen – Wasserstoff­gas – reichlich vorhanden. Durch diese geradezu explosionsartige Stern­entstehung leuchten die Galaxien hell auf und sind selbst über viele Milliarden Licht­jahre hinweg mit irdischen Teleskopen gut zu beobachten.

Das Weltraumteleskop „Hubble“ hat den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Hinweise zu der Ursache des Erlöschens geliefert. Seit 30 Jahren ist es bereits im Einsatz.

© Quelle: Nasa

Verloschene Galaxien haben hundertmal weniger Wasserstoff­gas

Umso überraschter waren Astronominnen und Astronomen, als sie auf große Galaxien im jungen Kosmos stießen, die nur schwach leuchten – und in denen demnach kaum noch neue Sterne entstehen. Ursprünglich dachten die Himmels­forschenden, ein unbekannter Effekt habe in diesen Systemen die Stern­entstehung sozusagen ausgeblasen. „Doch das ist nicht korrekt“, so Whitaker. „Unsere Beobachtungen zeigen, dass den Galaxien vielmehr der Nachschub ausgeht.“ Die verloschenen Galaxien enthalten hundertmal weniger Wasserstoff­gas als vergleichbare Systeme mit rasanter Stern­entstehung.

Um den verloschenen – und damit leucht­schwachen – Galaxien auf die Spur zu kommen, griffen Whitaker sowie ihre Kolleginnen und Kollegen nicht nur auf große Teleskope zurück, sondern machten sich zusätzlich ein natürliches Phänomen zunutze: die Vergrößerung der Galaxien durch eine Gravitations­linse. Ein zwischen den weit entfernten Galaxien und der Erde liegender Galaxien­haufen lenkt dabei deren Licht ab. „Der Galaxien­haufen wirkt also wie ein natürliches Teleskop“, erläutert Co-Autor Justin Spilker von der University of Texas. „Dadurch erscheinen die verloschenen Galaxien größer und heller – und dadurch können wir sehen, was in ihnen vorgeht.“

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Schwarze Löcher könnten neuen Gas­zufluss verhindern

Insgesamt sechs verloschene Galaxien hat das Team mit „Hubble“ und „Alma“ beobachtet – in allen Fällen mit demselben Ergebnis: Die Galaxien enthalten fast kein Wasserstoff­gas mehr. Und ohne dieses Gas können keine neuen Sterne entstehen.

Warum kein Gas aus der Umgebung der Galaxien nachströmt – wie es bei anderen großen Galaxien der Fall ist –, bleibt allerdings eine offene Frage. Vielleicht, so spekulieren die Forscherinnen und Forscher, verhindern supermassereiche schwarze Löcher in den Zentren der Galaxien mit ihrer Strahlung den Zustrom neuen Gases. Sie hoffen, mithilfe weiterer Beobachtungen durch Gravitations­linsen die physikalischen Prozesse zu entlarven, die zum Erlöschen der Galaxien führen.

RND/dpa