Hubble entdeckt Hinweise auf die früheste große Verschmelzung der Milchstraße

Das Hubble-Weltraumteleskop hat Hinweise darauf geliefert, dass die junge Milchstraße vor etwa 11,8 Milliarden Jahren eine Zwerggalaxie aufgenommen hat. Das Ereignis trägt den Namen Low-energy-Kraken-Heracles, kurz LKH, und verschiebt die dokumentierte Geschichte des Aufbaus unserer Galaxie um rund 1,8 Milliarden Jahre weiter in die Vergangenheit.

Hubble hat die Kollision allerdings nicht direkt beobachtet – sie liegt Milliarden Jahre zurück. Stattdessen untersuchten Forschende Kugelsternhaufen: extrem dichte Gruppen alter Sterne, die wie kosmische Archive Informationen über ihre Entstehungsumgebung bewahren.

Der entscheidende Hinweis: eine dritte Gruppe von Sternhaufen

Kugelsternhaufen bestehen aus Tausenden bis Millionen gravitativ gebundener Sterne, die ungefähr zur selben Zeit aus einer gemeinsamen Gaswolke entstanden sind. Ihr Alter, ihre chemische Zusammensetzung und ihre heutige Bewegung können deshalb verraten, aus welcher Galaxie sie stammen.

Die von Hubble aufgelösten Einzelstern-Beobachtungen lieferten die Grundlage für eine besonders genaue Analyse. Das Team um Davide Massari untersuchte die Eigenschaften von 39 Kugelsternhaufen in den inneren Bereichen der Milchstraße. Dabei zeigte sich nicht nur die erwartete Trennung zwischen verschiedenen Sternpopulationen, sondern eine dritte Alters-Metallizitäts-Sequenz.

Diese Zwischenpopulation liegt zwischen:

• den Kugelsternhaufen der ursprünglichen Milchstraße,
• den Haufen, die mit der Gaia-Sausage-Enceladus-Verschmelzung verbunden werden,
• und einer weiteren, zuvor diskutierten Population.

Gerade diese dritte Sequenz gilt als zentraler Beleg für mindestens eine zusätzliche große Verschmelzung in der Frühgeschichte der Galaxie.

Was ist LKH?

LKH war eine Zwerggalaxie, deren Sterne und Kugelsternhaufen schließlich in die innere Milchstraße gelangten. Die Forschenden schätzen ihre ursprüngliche Sternmasse auf ungefähr 500 Millionen Sonnenmassen – eine Größenordnung, die mit Gaia-Sausage-Enceladus vergleichbar ist. Ein großer Teil ihres Materials wurde offenbar in den innersten Regionen der Milchstraße abgelagert.

Der zusammengesetzte Name verbindet drei Bezeichnungen aus früheren Forschungsarbeiten: Low-energy, Kraken und Heracles. Die neue Interpretation ordnet diese Strukturen demselben ursprünglichen System zu, statt sie als vollständig voneinander getrennte Ereignisse zu behandeln.

Damit greift die Studie eine bereits länger diskutierte Frage auf: Gehören die sogenannten „low-energy“-Kugelsternhaufen zur vorgeschlagenen Kraken-Struktur, zu einer Heracles-ähnlichen Population – oder lassen sich die Hinweise durch ein gemeinsames, sehr altes Ereignis erklären? Die vorliegenden Ergebnisse sprechen für die gemeinsame LKH-Herkunft.

Wann verschmolzen die Galaxien?

Nach der präziseren Schätzung ereignete sich die Verschmelzung vor etwa 11,8 Milliarden Jahren, ungefähr 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall.

Die NASA fasst das Ergebnis öffentlich als Ereignis vor rund 12 Milliarden Jahren zusammen und erklärt, dass sich die bekannte Geschichte der Milchstraße dadurch um 1,8 Milliarden Jahre weiter zurückverfolgen lässt. Die beiden Angaben widersprechen sich nicht: 11,8 Milliarden Jahre ist die detailliertere Schätzung, während NASA die Zahl rundet.

LKH war damit deutlich früher an der Entwicklung der Milchstraße beteiligt als die bekannte Gaia-Sausage-Enceladus-Verschmelzung. Nach den vorliegenden Berichten lag das Ereignis etwa 1,8 Milliarden Jahre vor dieser späteren Kollision.

Eine Galaxie, die durch mehrere Zusammenstöße entstand

Die neue Rekonstruktion zeichnet den Aufbau der Milchstraße als Abfolge bedeutender Verschmelzungen:

1. Die ursprüngliche Milchstraße begann sich zu bilden.
2. Vor rund 11,8 Milliarden Jahren verschmolz sie mit LKH.
3. Später folgte die Verschmelzung mit Gaia-Sausage-Enceladus – nach den vorliegenden Angaben etwa 1,8 Milliarden Jahre danach.

Unsere Galaxie entstand demnach nicht in völliger Isolation und auch nicht durch einen einzigen, kontinuierlichen Prozess. Stattdessen sammelte sie im Laufe ihrer frühen Entwicklung Sterne und Sternsysteme aus verschiedenen Vorläufergalaxien ein. Die Überreste dieser Ereignisse sind heute noch in der Verteilung, Chemie und Bewegung alter Sterne erkennbar.

Was die Studie noch nicht beantwortet

Die am besten belegte Schlussfolgerung lautet: Die Kugelsternhaufen der Milchstraße enthalten die Signatur einer frühen Verschmelzung mit der Zwerggalaxie LKH. Hubble hat dabei die stellaren Überreste dieses Ereignisses sichtbar und messbar gemacht – nicht die Kollision selbst.

Offen bleibt, wie viele weitere sehr alte Verschmelzungen sich noch nachweisen lassen. Die NASA-Studie Hubble Missing Globular Clusters Survey soll die Beobachtungen des Kugelsternhaufensystems der Milchstraße vervollständigen. Das Programm zielt auf 34 bestätigte Kugelsternhaufen, die Hubble bislang noch nicht untersucht hat, und könnte dadurch weitere Hinweise auf die Vergangenheit unserer Galaxie liefern.

Für den Moment ist die Bedeutung jedoch klar: Die „galaktische Archäologie“ mit Kugelsternhaufen verschiebt das bekannte Kapitel über den Aufbau der Milchstraße bis in ihre früheste große Wachstumsphase zurück – zu einem Ereignis vor rund 11,8 Milliarden Jahren, an dem eine Zwerggalaxie mit etwa einer halben Milliarde Sonnenmassen an Sternen beteiligt war.