Astronomen haben zum ersten Mal eine heftige kosmische Kollision beobachtet, bei der eine Galaxie eine andere mit intensiver Strahlung durchdringt.
In den fernen Tiefen des Universums begegnen sich zwei Galaxien in einem spannenden Wettstreit. Immer wieder rasen sie mit einer Geschwindigkeit von 500 Kilometer pro Sekunde aufeinander zu, nur um sich während eines Vorbeiflugs zu touchieren, bevor sie sich zurückziehen und zu einer neuen Runde ansetzen.
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„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 elf Milliarden Jahre gebraucht, um uns zu erreichen. Daher beobachten wir es so, wie es aussah, als das Universum nur 18 Prozent 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 im russischen St. Petersburg.
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, wie Balashev erläutert. „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.
Die Forscher analysierten 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.“
