Unser Universum überrascht uns immer wieder mit seinen Extremen – doch diese Entdeckung stellt alles bisher Gedachte infrage: Eine riesige, spiralige Galaxie, die schon kurz nach dem Urknall voll ausgebildet war. Das widerspricht gängigen Modellen zur Entwicklung von Galaxien, nach denen solche Strukturen Milliarden Jahre benötigen. Wie konnte sich eine derart komplexe Galaxie so früh formen?
Spiralstruktur zur Unzeit
Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße sind heute weit verbreitet. Ihre typische Struktur – ein dicht besetzter Zentralbereich, gewundene Spiralarme und eine flache Sternenscheibe – braucht normalerweise Milliarden Jahre, um sich aus diffusen Sternhaufen zu entwickeln. Nach bisherigem Wissen durchlaufen junge Galaxien zuerst eine Phase der Unregelmäßigkeit, bevor sich klare Strukturen etablieren.
Doch genau dieses Prinzip wurde nun durchbrochen. Forschende unter der Leitung von Mengyuan Xiao von der Universität Genf entdeckten mit dem James-Webb-Teleskop im Rahmen des PANORAMIC Surveys eine Spiralgalaxie, die schon eine Milliarde Jahre nach dem Urknall voll ausgereift ist – inklusive klassischem Bulge und aktiver Sternenscheibe. Der Name dieser kosmischen Anomalie: Zhulong, was übersetzt „Fackeldrache“ bedeutet.
Zhulong – der frühreife Zwilling der Milchstraße
Die Dimensionen dieser frühen Galaxie sind beeindruckend: 600.000 Lichtjahre groß, über 100 Milliarden Sonnenmassen schwer – damit entspricht Zhulong nahezu exakt der heutigen Milchstraße. Doch nicht nur in Größe und Masse liegt die Parallele. Auch in ihrer Morphologie ist Zhulong ein nahezu perfektes Gegenstück. Die Galaxie verfügt über eine klar erkennbare Spiralstruktur, eine Scheibe mit intensiver Sternentstehung und einen weitgehend ruhigen Zentralbereich mit alten Sternen.
Diese Reife zu einem derart frühen Zeitpunkt erstaunt selbst erfahrene Astrophysiker. Denn solche Merkmale galten bislang als Kennzeichen von Galaxien, die mehrere Milliarden Jahre Entwicklungszeit hinter sich haben. Christina Williams vom NOIRLab erklärt: „Zhulong demonstriert, dass komplexe Galaxienstrukturen auch in weniger als einer Milliarde Jahren entstehen können.“
Neue Fragen an ein altes Universum
Damit stellt Zhulong das gängige Verständnis der Galaxienentwicklung infrage. Um so früh so groß und strukturiert zu sein, müsste sich diese Galaxie etwa zehnmal schneller entwickelt haben als moderne Vergleichsobjekte. Mögliche Erklärungen reichen von extrem rascher Materieansammlung bis hin zu frühen Galaxienverschmelzungen, wie sie heute kaum noch beobachtet werden.
Die Forschenden hoffen, mit Hilfe des James-Webb-Teleskops noch weitere solcher „frühreifen“ Giganten zu entdecken. Denn jede neue Galaxie dieser Art liefert wichtige Hinweise darauf, wie sich Strukturen im jungen Universum gebildet haben. Pascal Oesch von der Universität Genf fasst zusammen: „Zhulong verändert unsere Sicht auf die Anfänge des Kosmos – grundlegend.“
