Rätsel der kosmischen „Blobs“ gelöst

Blick in einen kosmischen Riesen: Astronomen haben die verborgene Lichtquelle der geheimnisvollen Lyman-Alpha-Klumpen im fernen Kosmos enthüllt – und damit ein 15 Jahre altes Rätsel gelöst. Wie sie herausfanden, leuchten diese Gasklumpen deswegen so hell, weil in ihrem Zentrum verborgen junge Galaxien heranwachsen. Die intensive Strahlung ihrer neugebildeten Sterne bringt den Wasserstoff so ungewöhnlich stark zum Leuchten.

In den fernsten Bereichen des Weltraums haben Astronomen vor einigen Jahren gigantische Wolken aus glühendem Wasserstoff entdeckt. Diese sogenannten Lyman-Alpha-Blobs (LAB) erstecken sich über Hunderttausende von Lichtjahren und geben ungewöhnlich helles UV-Licht ab. Doch woher diese riesigen Gasklumpen die Energie dafür nehmen und was sich in ihrem Inneren verbirgt, war bisher unklar.

Verborgene Galaxien im Zentrum

Einer dieser rätselhaften Leuchtklumpen ist der 11,5 Milliarden Lichtjahre entfernte Lyman-Alpha Blob 1, kurz LAB-1. Er gilt als einer der hellsten und größten Blobs und misst 300.000 Lichtjahre von einem Ende zum anderen. Mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops und des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) ist es Jim Geach von der University of Hertfordshire und seinen Kollegen nun gelungen, tief in diesen Blob hineinzuschauen.

Die Beobachtungen enthüllten: Im Zentrum des leuchtenden Gasnebels verbergen sich mindestens zwei starke Strahlenquellen. Diese konnten die Astronomen als große, junge Galaxien identifizieren. In ihnen ist die Sternbildungsrate mindestens 100fach höher als in der Milchstraße, wie sie berichten. Das Material dafür bekommen diese Galaxien von zahlreichen lichtschwachen Begleitgalaxien, die sie mit Material bombardieren.

„Wie ein Straßenlaterne im Nebel“

Wie die Forscher erklären, liefern die zahlreichen Sternengeburten in den Zentralgalaxien den Treibstoff für das geheimnisvolle und erstaunlich intensive Leuchten der Lyman-Alpha-Blobs: Die heißen junge Sterne geben starkes ultraviolettes Licht ab, das am umgebenden Wasserstoffgas gestreut wird. Dieses Streulicht wiederum lässt die gesamte Wolke aufleuchten.

So "funktioniert" ein Lyman-Alpha-Blob © ESO

„Der Effekt ist vergleichbar mit Straßenlicht in einer nebligen Nacht — man sieht ein diffuses Leuchten, weil das Licht an den winzigen Wassertröpfchen gestreut wird“, erklärt Geach. „Etwas Ähnliches passiert hier, nur, dass das Straßenlicht eine Galaxie mit intensiver Sternentstehung und der Nebel eine riesige Wolke aus intergalaktischem Gas darstellt.“

Kinderstube eines Galaxienhaufens

Die Astronomen vermuten, dass die beiden großen Galaxien im Kern dieses Lyman-Alpha-Blobs gerade dabei sind, zu einer einzigen noch riesigeren elliptischen Galaxie zu verschmelzen. Die rätselhaften Leuchtklumpen könnten demnach Orte im junge Universum sein, in denen Galaxien und Galaxienhaufen heranwachsen – eine Art galaktischer Kinderstube.

„Auf Basis der kombinierten neuen Beobachtungen und Simulationen gehen wir davon aus, dass wir ein 15 Jahre altes Rätsel gelöst haben: Lyman-Alpha Blob-1 ist ein Ort, an dem eine massereiche elliptische Galaxie entsteht, die eines Tages das Herz eines riesigen Galaxienhaufens bilden wird“, sagt Geach. „Wir sehen eine Momentaufnahme dessen, wie die Galaxie vor 11,5 Milliarden Jahren ausgesehen hat.“ (Astrophysical Journal, in press)

(European Southern Observatory – ESO, 22.09.2016 – NPO)