London/Wien – Die Milchstraße, also jene Galaxie, in der unser Sonnensystem liegt, beherbergt noch 100 bis 300 Milliarden weitere Sterne. Und mit einem geschätzten Alter von 13,6 Milliarden Jahren dürfte die Milchstraße auch schon relativ bald nach dem Urknall entstanden sein, der vor rund 13,8 Milliarden Jahren stattfand.
In dieser Anfangsphase sah unsere Galaxie noch sehr viel anders aus als heute: Es mussten sich erst einmal die Sterne bilden – ein Vorgang, der im Übrigen bis heute anhält, wenn auch extrem verlangsamt. Doch welche Faktoren sind es, die diese Sternentstehung in Galaxien regeln?
Was begrenzt die Sternentstehung?
Wie die Astrophysik längst weiß, spielen gewaltige Mengen von kaltem Gas bei der Sternentstehung in Galaxien die entscheidende Rolle. Aufgrund der Gravitation kondensiert es zu neuen Sternen. Doch diesem Prozess sind Grenzen gesetzt. Astronomen um Ignacio Martín-Navarro (University of California in Santa Cruz und Max Planck Institut für Astronomie) glauben nun, den Grund für diese Grenzen zu kennen.
Schon bisher war vermutet worden, dass die supermassereichen Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien eine wichtige Rolle dabei spielen könnte. Allein, es fehlten dafür konkrete Beobachtungen, die nun das Team um Martin-Navarro im Fachmagazin "Nature" liefert. Für ihre Studie analysierten die Forscher einige nahe gelegene Galaxien, von denen man bereits die Größe des Schwarzen Lochs kannte, das stets im Zentrum der Galaxie sitzt.
Schwarze Löcher als entscheidende Variable
Im nächsten Schritt rekonstruierten die Astronomen aus den Spektren der Galaxien deren Sternentstehungsgeschichten. Und dabei wurde ein eindeutiger Zusammenhang offenbar: Galaxien mit einem überdurchschnittlich großen Schwarzen Loch verzeichneten in ihrer Frühphase einen rapiden Zuwachs an Sternen, während Galaxien mit einem kleineren Schwarzen Loch eher langsam starteten.
Dafür brach in Galaxien mit hoher Geburtenrate am Beginn diese früher ein. Insgesamt waren aber die Galaxien mit einem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum rund vier Milliarden Jahre schneller, um 95 Prozent ihrer Gesamtmasse zu erreichen. Mit anderen Worten: Die Masse des Schwarzen Lochs scheint den Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem die Geburtenrate in der jeweiligen Galaxie einbricht.
Detaillierte Erklärung fehlt – noch
Unklar ist freilich, wie die supermassereichen Schwarzen Löcher für die stellare Geburtenkontrolle sorgen. Die neue Studie legt nahe, dass durch die Aktivität des Schwarzen Lochs das kalte Gas aufgeheizt wird, das für die Sternentstehung unerlässlich ist. Doch Details zu diesem Vorgang sind – noch – unbekannt. (tasch, 2.1.2018)