13 Milliarden Jahre alte Galaxie REBELS-25 enthüllt riesiges Gasreservoir

Als das Universum kaum 700 Millionen Jahre alt war — etwa 5 Prozent seines heutigen Alters — beherbergte eine weit entfernte Galaxie namens REBELS-25 bereits ein gewaltiges Reservoir an kaltem Gas, dem grundlegenden Treibstoff für die Sternentstehung. Eine neue Studie hat dieses Gas erstmals auf solch kosmischen Entfernungen direkt nachgewiesen und liefert einen entscheidenden Hinweis auf eine der hartnäckigsten Fragen der Astronomie: Wie konnten frühe Galaxien überhaupt so schnell wachsen?

Kohlenstoffmonoxid aus 13 Milliarden Jahren

Die im Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichte Studie wurde von Karin Cescon an der Universität Leiden geleitet. Ihr Team nutzte das NSF Very Large Array und ALMA und verbrachte rund 40 Stunden damit, schwache Kohlenstoffmonoxid-Signale in REBELS-25 aufzuspüren — einer Galaxie bei einer Rotverschiebung von z=7,31 in der Epoche der Reionisation. Ihr CO(3-2)-Nachweis ist die bisher am weitesten entfernte niederenergetische CO-Linie, die je aufgezeichnet wurde. Durch die Kombination von VLA- und ALMA-Daten schätzten sie die molekulare Gasmasse der Galaxie auf etwa 100 Milliarden Sonnenmassen und einen Gasanteil von rund 95 Prozent.

Gasreiche Galaxien und der Weg nach vorn

Ein Gasanteil von rund 95 Prozent bedeutet, dass nahezu die gesamte Masse von REBELS-25 noch aus unverarbeitetem Gas bestand — was bestätigt, dass manche frühen Galaxien ihre sternbildende Hochphase bereits vollständig mit Material versorgt begannen. Bisher konnten Astronomen auf solche Gasvorräte nur indirekt schließen; dieser direkte Nachweis verändert das Messbare an der kosmischen Morgendämmerung grundlegend. Auf diese Entfernung hin wirkt der kosmische Mikrowellenhintergrund — die Reststrahlung des Urknalls — als heller Hintergrund, der CO-Signale unterdrückt und den Nachweis besonders schwierig macht. Das geplante Next-Generation VLA (ngVLA) wird solche Messungen zehnmal schneller ermöglichen und es Wissenschaftlern erlauben, die Gasversorgung ganzer früher Galaxienpopulationen zu kartieren.