Ein Team aus Forscherinnen und Forschern von Universitäten aus den USA, Kanada, Dänemark und Frankreich bediente sich einer Art Trick, um herauszufinden, wieso Galaxien, die eigentlich auf der Höhe ihrer Schaffenskraft stehen sollten, plötzlich aufhören, Sterne zu produzieren. Dieser Trick besteht darin, Galaxien in den Fokus zu nehmen, die so weit von der Erde entfernt liegen, dass alles, was wir jetzt auf den Linsen unserer Weltraum-Teleskope live zu sehen bekommen, in Wirklichkeit bereits vor Jahrmilliarden passiert ist.
Forschende unternehmen optische Zeitreise
Für die Frage, warum Galaxien sterben, nahm das Team sechs kosmische Körper in zehn bis zwölf Milliarden Lichtjahren Entfernung zur Erde ins Visier. Zum Einsatz kam eine Kombination zweier Hochleistungsteleskope nebst einer speziellen Linse.
Mithilfe des Nasa-Veteranen namens Hubble, der seit den 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts die Erde umkreist, und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), einem internationalen Radioteleskop-Observatorium in den nordchilenischen Anden, untersuchten die Forschenden die Vorgänge in den weit entfernten Galaxien wie in einer Art Zeitreise.
Die hier mittig zu sehende Galaxie ist zehn Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. (Bild: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker)
Dabei half ihnen eine Gravitationslinse, das gesammelte Licht zu verstärken. Denn der Blickwinkel der Linse bewegte sich entlang einer Linie, die von Hunderten anderer Galaxienhaufen gesäumt wurde, deren Anziehungskraft stark genug war, um die Lichtstrahlen aus den sechs beobachteten Galaxien auf ihrem Weg zur Erde zu zerren und zu strecken. Das erlaubte dem Team, Details zu erkennen, die von Hubble ansonsten wohl übersehen worden wären.
Gaszufuhr ist entscheidend für Sternproduktion
Alma wiederum nutzte nun gerade diese Details, um die Galaxien auf ihren Gehalt an kaltem Gas zu untersuchen. Kaltes Gas gilt als regelrechter Sternbrennstoff und soll nach einhelliger Wissenschaftsmeinung im frühen Universum – kurz nach dem Urknall vor etwa 14 Milliarden Jahren – reichlich vorhanden gewesen sein. Das Team hatte den Verdacht, dass es in inaktiven Galaxien zu einem Mangel an kaltem Gas gekommen sein könnte.
Dieser Verdacht ließ sich nun bestätigen. In der Kombination der Daten aus den beiden Himmelsbeobachtungsinstrumenten ließ sich nachweisen, dass einigen der frühen Galaxien schon kurz nach ihrer Entstehung der Sternbrennstoff ausgegangen war. Nicht ganz klar wird allerdings, wieso diese Galaxien so schnell leergelaufen waren. Denkbar sei auch, dass sie durch irgendetwas am Nachschub gehindert wurden, so die Forschenden in einer Arbeit, die am Mittwoch im Wissenschaftsjournal Nature veröffentlicht worden ist.
