Die meisten Galaxien haben in ihren Anfängen eine Periode rapider Sternbildung durchlebt – sie bildeten tausende neuer Sterne pro Jahr. Zu beobachten ist eine solche Starburst-Phase auch bei vielen frühen Galaxien, die Milliarden Lichtjahre entfernt liegen und die wir daher so sehen, wie sie zu Beginn der kosmischen Entwicklung aussahen. Heutige Galaxien sind dagegen vergleichsweise wenig produktiv. In unserer Milchstraße beispielsweise entstehen pro Jahr nur eine Handvoll neuer Sterne. “Die lokalen, massereichen Galaxien erscheinen wie kolossale Wracks einer glorreichen, aber weit zurückliegenden Sternbildungsgeschichte, auf die ein mächtiges, schnelles Quenching folgte”, erklären Francesco D’Eugenio vom Kavli Institute for Cosmology der University of Cambridge und seine Kollegen. Als Quenching – wörtlich abschrecken – bezeichnen Astronomen den plötzlichen, starken Abfall der Sternbildung.
Frühe Galaxie im Ruhezustand
Viele Galaxien durchlebten ein solches Quenching schon wenige Milliarden Jahre nach dem Urknall. “Solche massiven quieszenten Galaxien haben nur noch wenig bis kein kaltes Gas mehr, den Rohstoff für die Sternbildung”, erklären die Astronomen. Das Galaxienwachstum stagniert dann, sofern es nicht durch eine Galaxienverschmelzung wieder angeheizt wird. Unklar war jedoch bisher, wodurch die Sternbildung bei solchen quieszenten Galaxien gestoppt wird. So könnte die vorhergehende Phase der überaktiven Sternbildung schlicht den gesamten Rohstoff aufgezehrt haben, denkbar wäre aber auch, dass das zentrale Schwarze Loch dieser Galaxien eine Rolle spielt – beispielsweise indem es das kalte, neutrale Gas aus der Galaxie herausbläst. “Der exakte Mechanismus dieses Quenchings ist nicht verstanden, weil die lokalen massereichen Galaxien dies schon vor Milliarden Jahren durchlebten”, so die Astronomen.
Doch nun ist es D’Eugenio und seinem Team gelungen, eine frühe Galaxie aufzuspüren, bei der dieses Quenching gerade erst im Gange ist. Mithilfe des James-Webb-Teleskops untersuchten die Astronomen die ferne, nahezu quieszente Galaxie GS-10578, die rund zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall existierte und damals schon etwa so groß wie die Milchstraße war. “Basierend auf früheren Beobachtungen wussten wir, dass diese Galaxie in einem gequenchten Zustand ist: Sie bildet gemessen an ihrer Größe kaum noch Sterne”, berichtet D’Eugenio. “Doch vor Webb konnten wir diese Galaxie nicht in ausreichendem Detail studieren.” Die neuen Beobachtungen bestätigen nun, dass die Sternbildung bei GS-10578 tatsächlich nahezu zum Erliegen gekommen ist. Pro Jahr bildet sie nur noch rund 19 Sonnenmassen an neuen Sternen, wie das Team ermittelte. Das sei weniger als Fünftel dessen, was für normale Galaxien dieser Größe zu jener Zeit normal war.
