Warum flammte diese Galaxie mit Sternen auf und wurde dann inaktiv?

Blobby, rötliche, staubige ovale Weltraumwolke.

Künstlerisches Konzept von XMM-2599, einer massiven Galaxie voller Staub, der benötigt wird, um neue Sterne zu bilden. XMM-2599 könnte im sichtbaren Licht so ausgesehen haben, als es sich in seiner schnellen Sternentstehungsphase befand. Bild überNRAO/ AUI/ NSF/ B. Saxton.

Ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of California, Riverside,genanntam 5. Februar 2020, dass sie ein großes entdeckt habenGalaxisim frühen Universum, das eine furiose Sternentstehung erlebt haben muss, dann unerklärlicherweise nach nur 800 Millionen Jahren inaktiv wird. Die Galaxie trägt die Bezeichnung XMM-2599. Sie nutzten das W. M. Keck Observatory aufweißer Bergauf Hawaii, um es zu studieren. Sie sagen, sie sehen die Galaxie so, wie sie war, als unser Universum nur 1,8 Milliarden Jahre alt war oder nur 13 % seines heutigen Alters. Sie fragen sich, wie es so schnell so viele Sterne gebildet hat – etwa 300 Milliarden Sterne, als sie es betrachteten – und warum es dann aufhörte, Sterne zu bilden. Außerdem fragen sie sich, wie diese Galaxie aussehen könnte, wenn sie sie heute sehen könnten.

Ihr neueslernenwurde am 5. Februar in der . veröffentlichtpeer-reviewedTagebuchAstrophysikalische Zeitschriftenbriefe.

AstronomBenjamin Forrestvon UC Riverside ist der Hauptautor der Studie. Er sagte in aStellungnahme:

Noch bevor das Universum 2 Milliarden Jahre alt war, hatte XMM-2599 bereits eine Masse von mehr als 300 Milliarden Sonnen gebildet, was es zu einer ultramassiven Galaxie [für diesen Zeitraum der Geschichte des Universums] machte. Bemerkenswerter ist, dass XMM-2599 die meisten seiner Sterne in einer riesigen Raserei bildete, als das Universum weniger als 1 Milliarde Jahre alt war, und dann inaktiv wurde, als das Universum erst 1,8 Milliarden Jahre alt war.

Trichterförmige Zeitachsengrafik mit der Aufschrift Big Bang Expansion, die das Universum vom Urknall (kleines Ende) bis heute (breites Ende) zeigt.

Zeitachse des Universums, wobei die Zeit in diesem Diagramm von links nach rechts vergeht. Unser Universum wird zu jedem Zeitpunkt durch eine scheibenförmige „Scheibe“ des Diagramms dargestellt. Bild über Wikimedia Commons.

AstronomGillian Wilsonvon UC Riverside kommentierte:



In dieser Epoche haben nur sehr wenige Galaxien aufgehört, Sterne zu bilden, und keine ist so massereich wie XMM-2599. Die bloße Existenz ultramassiver Galaxien wie XMM-2599 stellt numerische Modelle vor eine große Herausforderung. Obwohl solche massereichen Galaxien in dieser Epoche unglaublich selten sind, sagen die Modelle sie voraus. Es wird jedoch erwartet, dass die vorhergesagten Galaxien aktiv Sterne bilden.

Was XMM-2599 so interessant, ungewöhnlich und überraschend macht, ist, dass es keine Sterne mehr bildet, vielleicht weil es keinen Treibstoff mehr bekommt oder seineschwarzes Lochbegann sich einzuschalten.

Unsere Ergebnisse verlangen nach Veränderungen in der Art und Weise, wie Modelle die Sternentstehung in frühen Galaxien ausschalten.

Lächelnde Frau und Mann, die vor Bildern von astronomischen Dingen stehen.

Gillian Wilson (links) und Benjamin Forrest über I. Pittalwala/UC Riverside.

Das Team verwendetspektroskopischeBeobachtungen, um detaillierte Messungen von XMM-2599 durchzuführen. Sie stellten fest, dass die Galaxie Sterne mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1.000 . gebildet haben mussSonnenmassenpro Jahr auf dem Höhepunkt der Aktivität, und sie nannten diese Rate:

… eine extrem hohe Quote vonSternentstehung. Im Gegensatz dazu ist dieMilchstraßebildet etwa einen neuen Stern pro Jahr.

Da wir diese Galaxie aus sehr großer Entfernung sehen, sehen wir sie so, wie sie vor sehr langer Zeit war. Die Astronomen sagten, es sei interessant, darüber zu spekulieren, was mit XMM-2599 im Laufe der Zeit passieren wird. Wilson kommentierte:

Wir haben XMM-2599 in seiner inaktiven Phase erwischt. Wir wissen nicht, was daraus bis heute werden wird. Wir wissen, dass es nicht an Masse verlieren kann. Eine interessante Frage ist, was um ihn herum passiert. Könnte es im Laufe der Zeit gravitativ nahe sternbildende Galaxien anziehen und zu einer hellen Galaxienstadt werden?

Mit anderen Worten, wird diese relativ massereiche Galaxie im frühen Universum das Herz eines Galaxienhaufens? MitverfasserMichael Coopervon UC Irvine sagte, dass dieses Ergebnis eine starke Möglichkeit ist. Er kommentierte:

Vielleicht wird XMM-2599 in den folgenden 11,7 Milliarden Jahren kosmischer Geschichte zum zentralen Mitglied eines der hellsten und massivstenGalaxienhaufenin demLokaluniversum. Alternativ könnte sie isoliert weiter existieren. Oder wir könnten ein Szenario haben, das zwischen diesen beiden Ergebnissen liegt.

Offensichtlich gibt es viele Fragen. Das Team plant, seine Beobachtungen von XMM-2599 am Keck-Observatorium fortzusetzen.

Drei Bilder, die die mögliche Entwicklung von XMM-2599 zeigen: Staubwolke, funktionslose ovale Galaxie, Haufen vieler Galaxien.

Dieser Bildersatz zeigt die mögliche Entwicklung von XMM-2599, von einer massereichen, staubigen, sternbildenden Galaxie (links) zu einer inaktiven roten Galaxie (Mitte) und dann möglicherweise zu einer hellen Haufengalaxie (rechts). Bild über NRAO/W. M. Keck-Observatorium/ B. Saxton/ NASA/ R. Foley/ M. Postman.

Fazit: Astronomen haben die Galaxie XMM-2599 detailliert untersucht und festgestellt, dass sie eine Masse von mehr als 300 Milliarden Sonnen hat. Doch diese Galaxie existiert, als die meisten anderen Galaxien weniger Sterne haben, als das Universum nur 13% seines heutigen Alters hatte. Warum – nach einer kurzen Zeit extremer Sternentstehung – ist diese Galaxie auf mysteriöse Weise verpufft? Und wie würde es heute aussehen, wenn wir es in der Gegenwart sehen könnten?

Quelle: Eine extrem massereiche ruhende Galaxie bei z = 3,493: Beweise für ungenügend schnelle Löschmechanismen in theoretischen Modellen*

Via W. M. Keck Observatorium