„Kosmisches Duell“: Astronomen beobachten heftige Kollision zweier Galaxien

Astro­no­men haben zum ers­ten Mal eine hef­ti­ge kos­mi­sche Kol­li­si­on beob­ach­tet, bei der eine Gala­xie eine ande­re mit inten­si­ver Strah­lung durch­dringt. Die heu­te in Natu­re ver­öf­fent­lich­ten Ergeb­nis­se zei­gen, dass die­se Strah­lung die Fähig­keit der betrof­fe­nen Gala­xie zur Bil­dung neu­er Ster­ne beein­träch­tigt. Die neue Stu­die kom­bi­niert Beob­ach­tun­gen des Very Lar­ge Telescope (VLT) der Euro­päi­schen Süd­stern­war­te (ESO) und des Ata­ca­ma Lar­ge Millimeter/submillimeter Array (ALMA) und ent­hüllt alle Details die­ser galak­ti­schen Auseinandersetzung.

In den fer­nen Tie­fen des Uni­ver­sums begeg­nen sich zwei Gala­xien in einem span­nen­den Wett­streit. Immer wie­der rasen sie mit einer Geschwin­dig­keit von 500 km/s auf­ein­an­der zu, nur um sich wäh­rend eines Vor­bei­flugs zu tou­chie­ren, bevor sie sich zurück­zie­hen und zu einer neu­en Run­de anset­zen. „Wir bezeich­nen die­ses Sys­tem daher als »kos­mi­sches Duell«“, sagt Pas­quier Noter­dae­me, Co-Autor der Stu­die und For­scher am Insti­tut d’As­tro­phy­si­que de Paris in Frank­reich und am fran­zö­sisch-chi­le­ni­schen Labor für Astro­no­mie in Chi­le, und sieht in dem Vor­gang eine Ana­lo­gie mit einem mit­tel­al­ter­li­chen Rit­ter­tur­nier. Aller­dings sind die­se galak­ti­schen Rit­ter nicht beson­ders edel­mü­tig, zumal einer von ihnen einen unfai­ren Vor­teil hat: Er nutzt einen Qua­sar, um sei­nen Geg­ner mit einer Lan­ze aus Radio­wel­len zu treffen.

Qua­sa­re sind die hel­len Ker­ne eini­ger weit ent­fern­ter Gala­xien, die von super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Löchern ange­trie­ben wer­den und enor­me Men­gen an Strah­lung abge­ben. Sowohl Qua­sa­re als auch Gala­xien­ver­schmel­zun­gen tra­ten frü­her viel häu­fi­ger auf, ins­be­son­de­re in den ers­ten Mil­li­ar­den Jah­ren des Uni­ver­sums. Um sie zu beob­ach­ten, bli­cken Astro­no­men mit leis­tungs­star­ken Tele­sko­pen in die fer­ne Ver­gan­gen­heit. Das Licht die­ses „kos­mi­schen Kräf­te­mes­sens“ hat über 11 Mil­li­ar­den Jah­re gebraucht, um uns zu errei­chen. Daher beob­ach­ten wir es so, wie es aus­sah, als das Uni­ver­sum nur 18 % sei­nes heu­ti­gen Alters hatte.

„Hier sehen wir zum ers­ten Mal die Aus­wir­kun­gen der Strah­lung eines Qua­sars direkt auf die inne­re Struk­tur des Gases in einer ansons­ten nor­ma­len Gala­xie“, erklärt Ser­gei Balas­hev, Co-Lei­ter der Stu­die und For­scher am Iof­fe-Insti­tut in St. Peters­burg, Russ­land. Die neu­en Beob­ach­tun­gen deu­ten dar­auf hin, dass die vom Qua­sar abge­ge­be­ne Strah­lung die Gas- und Staub­wol­ken in der nor­ma­len Gala­xie zer­stört und nur die kleins­ten, dich­tes­ten Regio­nen zurück­lässt. Die­se Regio­nen sind wahr­schein­lich zu klein, um Stern­ent­ste­hung zu ermög­li­chen, sodass die geschä­dig­te Gala­xie wäh­rend ihrer dra­ma­ti­schen Wand­lung weni­ger Stern­ent­ste­hungs­ge­bie­te hat.

Aber nicht nur die­se getrof­fe­ne Gala­xie ver­än­dert sich. Balas­hev erklärt: „Man nimmt an, dass die­se Ver­schmel­zun­gen rie­si­ge Men­gen an Gas zu den super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Löchern in den Gala­xien­zen­tren trans­por­tie­ren.“ In die­sem kos­mi­schen Duell gelan­gen neue Ener­gie­re­ser­ven in die Reich­wei­te des Schwar­zen Lochs, das den Qua­sar antreibt. Wäh­rend das Schwar­ze Loch wächst, kann der Qua­sar sei­ne schä­di­gen­de Kraft wei­ter entfalten.

Die­se Stu­die wur­de mit ALMA und dem X‑shooter-Instru­ment am VLT der ESO durch­ge­führt, die bei­de in der Ata­ca­ma-Wüs­te in Chi­le ste­hen. Dank der hohen Auf­lö­sung von ALMA konn­ten die Astro­no­men die bei­den ver­schmel­zen­den Gala­xien klar unter­schei­den, die so nah bei­ein­an­der lie­gen, dass sie bei frü­he­ren Beob­ach­tun­gen wie ein ein­zi­ges Objekt aus­sa­hen. Mit X‑shooter ana­ly­sier­ten die For­scher das Licht des Qua­sars, als es die nor­ma­le Gala­xie durch­quer­te. So konn­te das Team unter­su­chen, wie die­se Gala­xie in die­sem kos­mi­schen Wett­streit unter der Strah­lung des Qua­sars in Mit­lei­den­schaft gezo­gen wurde.

Beob­ach­tun­gen mit grö­ße­ren, leis­tungs­stär­ke­ren Tele­sko­pen könn­ten wei­te­re Erkennt­nis­se über sol­che Kol­li­sio­nen lie­fern. Wie Noter­dae­me sagt, wird ein Tele­skop wie das Extre­me­ly Lar­ge Telescope der ESO „uns sicher­lich ermög­li­chen, die­se und ande­re Sys­te­me genau­er zu unter­su­chen, um die Ent­wick­lung von Qua­sa­ren und ihre Aus­wir­kun­gen auf ihre Wirts­ga­la­xien und benach­bar­te Gala­xien bes­ser zu ver­ste­hen.“

MN

Hintergrundinformationen

Die­se For­schungs­er­geb­nis­se wur­den in einem Arti­kel mit dem Titel „Qua­sar radia­ti­on trans­forms the gas in a mer­ging com­pa­n­ion gala­xy“ (Qua­sar­strah­lung trans­for­miert das Gas in einer ver­schmel­zen­den Begleit­ga­la­xie) in der Fach­zeit­schrift Natu­re ver­öf­fent­licht (doi: 10.1038/s41586-025–08966‑4).

Das Team besteht aus S. Balas­hev (Iof­fe-Insti­tut, St. Peters­burg, Russ­land), P. Noter­dae­me (Insti­tut d’As­tro­phy­si­que de Paris, Paris, Frank­reich [IAP] & Fran­zö­sisch-Chi­le­ni­sches Labor für Astro­no­mie [FCLA], Chi­le), N. Gupta (Inter­uni­ver­si­tä­res Zen­trum für Astro­no­mie, Pune, Indi­en [IUCAA]), J.K. Kro­ga­ger (Uni­ver­si­tät Lyon I, Lyon, Frank­reich & FCLA), F. Com­bes (Col­lè­ge de France, Paris, Frank­reich), S. López (Uni­ver­si­tät Chi­le [UCh­i­le]), P. Petit­jean (IAP), A. Omont (IAP), R. Sria­nand (IUCAA) und R. Cuellar (UCh­i­le).

Links

• For­schungs­ar­ti­kel
• Fotos vom VLT
• Fotos von ALMA
• Neue ESO-Ana­ly­se bestä­tigt schwe­re Beein­träch­ti­gun­gen durch geplan­ten Indus­trie­kom­plex in der Nähe des Paranal

Link zur Pres­se­mit­tei­lung der ESO