Ein Zwilling der Milchstraße im jungen Kosmos

Das Bild mag unscharf erscheinen, aber es liefert eine klare Erkenntnis: Bereits eine Milliarde Jahre nach dem Urknall gab es eine Spiralgalaxie, die unserer Milchstraße wie ein Zwilling ähnelt. Das zeigen jüngste Beobachtungen eines internationalen Forschungsteams mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST). 

Und das ist für die Himmelsforscher eine große Überraschung: Bislang gingen sie davon aus, dass die Entstehung solcher Spiralgalaxien mehrere Milliarden Jahre dauert. Die Entdeckung stelle daher die bisherige Vorstellung der Entstehung und Entwicklung großer Galaxien infrage, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt «Astronomy & Astrophysics».

Zwar hat das vor drei Jahren in Betrieb genommene Weltraumteleskop James Webb schon viele Galaxien aufgespürt, die sich bereits 300 bis 500 Millionen Jahre nach der Entstehung des Kosmos vor 13,8 Milliarden Jahren gebildet hatten. Doch dabei handelt es sich durchweg um kleine, unregelmäßig geformte Systeme. Nach den Vorstellungen der Astronomen entstehen aus diesen Zwerggalaxien im Laufe von Jahrmilliarden durch Zusammenstöße und Verschmelzungen immer größere Galaxien – und so schließlich auch die großen Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße.

Durchmesser von etwa 60.000 Lichtjahren 

Die Entdeckung einer voll ausgebildeten Spiralgalaxie bereits eine Milliarde Jahre nach dem Urknall kommt für die Forscher daher überraschend. Das nach einem Drachen der chinesischen Mythologie auf den Namen Zhulong getaufte System hat einen Durchmesser von etwa 60.000 Lichtjahren und enthält über 100 Milliarden Sterne – Werte, die durchaus mit unserer Milchstraße vergleichbar sind. Und ganz ähnlich der Milchstraße zeigt Zhulong eine zentrale Verdickung aus älteren Sternen, umgeben von einer flachen Scheibe mit Spiralarmen, in der neue Sterne entstehen.

Das, so Mengyuan Xiao von der Universität Genf, werfe die Frage auf, wie eine so weit entwickelte und strukturierte Spiralgalaxie bereits zu so einer frühen Zeit der kosmischen Entwicklung entstehen konnte. Xiao und ihre Kollegen haben die ungewöhnliche Galaxie im Rahmen des sogenannten Panoramic Survey aufgespürt. Dabei werden parallel zu anderen Beobachtungen des Webb-Teleskops zufällige Regionen des Himmels abgescannt. Auf diese Weise lassen sich bislang unbekannte Objekte im jungen Kosmos aufspüren. «Diese Entdeckung zeigt das Potenzial solcher parallelen Beobachtungen zur Entdeckung seltener Himmelsobjekte», betonte Christina Williams, Chef-Wissenschaftlerin des Panoramic-Programms.

Und solche Objekte stellen eine Herausforderung für die bisherigen Theorien zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien dar. Xiao und ihre Kollegen hoffen, im Rahmen des Panoramic-Programms weitere entwickelte Galaxien im jungen Kosmos aufzuspüren. Außerdem wollen sie mit dem Webb-Teleskop sowie der großen Radioteleskop-Anlage ALMA in Chile Zhulong genauer unter die Lupe nehmen, um so die Entstehungsgeschichte dieser Galaxie zu enträtseln.