Kugelsternhaufen sind rundliche Ansammlungen von oft mehr als 100.000 dichtgedrängten Sternen, die über ihre Schwerkraft aneinandergebunden sind. Typischerweise sind die Sterne in solchen Haufen alle etwa gleich alt und stammen noch aus der Frühzeit des Kosmos. Sie entstanden alle gemeinsam in einer Phase intensiver Sternbildung aus einer verdichteten Gaswolke. Auch in unserer Milchstraße gibt es fast 200 solcher uralten Relikte aus der galaktischen Frühzeit, die meisten von ihnen finden sich in ihren Außenbereichen. Astronomen vermuten, dass die intensive Sternbildung in frühen Sternhaufen ein wichtiger Treiber der Reionisierung des Kosmos war – der Phase, in der die anfangs neutralen interstellaren Wasserstoffwolken durch die energiereiche Strahlung junger Sterne allmählich zu Wolken aus geladenen Wasserstoffionen wurden. Doch wann und in welcher Form die ersten Sternhaufen entstanden, ist bisher offen.
Fünf Lichtpunkte im “Cosmic Gems Arc”
Jetzt haben Astronomen um Angela Adamo von der Universität Stockholm erstmals massereiche junge Sternhaufen in einer Galaxie aus der Frühzeit des Kosmos nachgewiesen. Ort des Geschehens ist der “Cosmic Gems Arc” – eine durch eine massereiche Galaxie im Vordergrund bogenförmig verzerrte Galaxie aus der Zeit rund 460 Millionen Jahre nach dem Urknall. Sie war bereits durch das Hubble-Weltraumteleskop entdeckt worden. “Solche Galaxien gelten als Hauptquelle der intensiven Strahlung, die das frühe Universum reionisierten”, erklärt Adamo. “Das Besondere am Cosmic-Gems-Bogen ist, dass wir diese Galaxie dank des Gravitationslinsen-Effekts bis auf wenige Lichtjahre auflösen können.” Um genauere Details erkennen zu können, haben Adamo und ihr Team diese gelinste Galaxie nun mit der Nahinfrarotkamera (NIRCam) des James-Webb-Weltraumteleskops ins Visier genommen. Ihre Infrarotoptiken sind besonders dafür geeignet, das stark rotverschobene Licht früher kosmischer Objekte zu beobachten.
“Als wir die Webb-Aufnahmen zum ersten Mal öffneten, waren wir unglaublich begeistert und überrascht”, berichtet Adamo. “Wir sahen eine kleine Kette aus hellen, gespiegelten Punkten – diese kosmischen Juwelen waren Sternhaufen!” Nähere Analysen ergaben, dass es sich um fünf noch sehr junge Sternhaufen handelt. Die Astronomen schätzen, dass die Sterne in diesen Ansammlungen zum Zeitpunkt der Beobachtung erst zwischen neun und 39 Millionen Jahre bestanden. Trotz dieses jungen Alters sind die Sternhaufen im Cosmic-Gems-Bogen schon erstaunlich massereich: “Die mit Berücksichtigung des Linseneffekt korrigierten Sternenmassen liegen im Bereich zwischen 1,0 und 2,6 Millionen Sonnenmassen”, berichtet das Team. “Die Gesamtmasse der Sternhaufen beträgt fast 30 Prozent der gesamten stellaren Masse der Wirtsgalaxie.” Zudem sind die fünf jungen Sternhaufen ungewöhnlich dicht: “Sie haben eine höhere stellare Dichte und eine kleinere Größe als die typischen jungen Sternhaufen in unserem lokalen Universum oder die Kugelsternhaufen der Milchstraße”, berichten die Astronomen.
