Winzige, versteckte Galaxie bietet einen Blick in die Vergangenheit

Hinter dem Glanz eines hellen Vordergrundsterns hervorschauend, haben Astronomen das bisher außergewöhnlichste Beispiel einer nahen Galaxie entdeckt, deren Eigenschaften eher Galaxien im fernen, frühen Universum ähneln. Die winzige Galaxie HIPASS J1131–31 mit einem Durchmesser von nur 1.200 Lichtjahren trägt den Spitznamen „Peekaboo“, weil sie in den letzten 50 bis 100 Jahren hinter dem sich schnell bewegenden Stern auftauchte, der die Fähigkeit der Astronomen, ihn zu entdecken, verdeckte.

Die Entdeckung ist eine gemeinsame Anstrengung von Teleskopen am Boden und im Weltraum, einschließlich der Bestätigung durch das Hubble-Weltraumteleskop der NASA. Zusammengenommen liefert die Forschung verlockende Beweise dafür, dass die Peekaboo-Galaxie das nächste Beispiel für die Entstehungsprozesse von Galaxien ist, die üblicherweise nicht lange nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren stattfanden.

„Die Entdeckung der Peekaboo-Galaxie ist wie die Entdeckung eines direkten Fensters in die Vergangenheit, das es uns ermöglicht, ihre extreme Umgebung und Sterne auf einer Detailebene zu untersuchen, die im fernen frühen Universum unzugänglich ist“, sagte der Astronom Gagandeep Anand vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, Co-Autor der neuen Studie über die faszinierenden Eigenschaften von Peekaboo.

Astronomen beschreiben Galaxien wie Peekaboo als „extrem metallarm“ (XMP). In der Astronomie bezieht sich „Metalle“ auf alle Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind. Das sehr frühe Universum bestand fast ausschließlich aus Ur-Wasserstoff und Helium, Elementen, die im Urknall entstanden sind. Schwerere Elemente wurden im Laufe der kosmischen Geschichte von Sternen geschmiedet und bildeten das allgemein metallreiche Universum, in dem sich die Menschen heute befinden. Das Leben, wie wir es kennen, besteht aus schwereren Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen und Kalzium.

Während die frühesten Galaxien des Universums standardmäßig XMP waren, wurden ähnlich metallarme Galaxien auch im lokalen Universum gefunden. Peekaboo erregte die Aufmerksamkeit der Astronomen, weil es nicht nur eine XMP-Galaxie ohne eine beträchtliche ältere Sternpopulation ist, sondern mit nur 20 Millionen Lichtjahren von der Erde mindestens halb so weit entfernt ist wie die zuvor bekannten jungen XMP-Galaxien.

Peekaboo wurde erstmals vor mehr als 20 Jahren mit dem australischen Parkes-Radioteleskop Murriyang im HI Parkes All Sky Survey von Professor Bärbel Koribalski, Astronomin bei Australiens nationaler Wissenschaftsagentur CSIRO und Mitautorin, als eine Region mit kaltem Wasserstoff entdeckt der neuesten Forschungsstudie über die Metallizität von Peekaboo. Fern-Ultraviolett-Beobachtungen der weltraumgestützten NASA-Mission Galaxy Evolution Explorer zeigten, dass es sich um eine kompakte blaue Zwerggalaxie handelt.

„Zuerst war uns nicht klar, wie besonders diese kleine Galaxie ist“, sagte Koribalski über Peekaboo. „Mit kombinierten Daten vom Hubble Space Telescope, dem Southern African Large Telescope (SALT) und anderen wissen wir jetzt, dass die Peekaboo-Galaxie eine der metallärmsten Galaxien ist, die jemals entdeckt wurden.“

Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA konnte etwa 60 Sterne in der winzigen Galaxie auflösen, von denen fast alle ein paar Milliarden Jahre alt oder jünger zu sein scheinen. Messungen der Metallizität von Peekaboo durch SALT vervollständigten das Bild. Zusammen unterstreichen diese Ergebnisse den großen Unterschied zwischen Peekaboo und anderen Galaxien im lokalen Universum, die typischerweise alte Sterne haben, die viele Milliarden Jahre alt sind.

Die Sterne von Peekaboo weisen darauf hin, dass es sich um eine der jüngsten und am wenigsten chemisch angereicherten Galaxien handelt, die jemals im lokalen Universum entdeckt wurden. Dies ist sehr ungewöhnlich, da das Lokaluniversum etwa 13 Milliarden Jahre kosmischer Geschichte zur Entwicklung hatte.

Das Bild ist jedoch immer noch oberflächlich, sagt Anand, da die Hubble-Beobachtungen im Rahmen eines „Schnappschuss“-Durchmusterungsprogramms namens The Every Known Nearby Galaxy Survey gemacht wurden – ein Versuch, Hubble-Daten von so vielen benachbarten Galaxien wie möglich zu erhalten. Das Forschungsteam plant, Hubble und das James-Webb-Weltraumteleskop für weitere Untersuchungen auf Peekaboo einzusetzen, um mehr über seine Sternpopulationen und ihre Metallzusammensetzung zu erfahren.

„Aufgrund der Nähe von Peekaboo zu uns können wir detaillierte Beobachtungen durchführen, die Möglichkeiten eröffnen, eine Umgebung zu sehen, die dem frühen Universum in beispielloser Detailtreue ähnelt“, sagte Anand.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.