Die Sternentstehung in der Andromeda-Galaxie, der nächsten großen Spiralgalaxie zur Milchstraße, hat in den letzten Jahrmillionen drastisch nachgelassen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die am Montag im Fachjournal «The Astrophysical Journal» veröffentlicht wurde. Demnach hat sich die Rate, mit der neue Sterne in Andromeda entstehen, in den letzten 500 Millionen Jahren mehr als halbiert.
Vor etwa 500 Millionen Jahren lag die Sternentstehungsrate noch bei rund einer Sonnenmasse pro Jahr. Vor 40 Millionen Jahren hatte sie sich bereits auf die Hälfte reduziert. Heute beträgt sie nur noch etwa ein Fünftel einer Sonnenmasse pro Jahr. «Das ist genau wie nach einem Marathonlauf: Manchmal muss man erst einmal durchschnaufen», erklärte Hauptautor Tobin Wainer von der University of Washington.
Die Forscher untersuchten rund 200 Millionen einzelne Sterne in Andromeda, um die Geschichte der Sternentstehung zu rekonstruieren. Dazu nutzten sie Daten des Hubble-Weltraumteleskops aus zwei groß angelegten Beobachtungskampagnen, dem «Panchromatic Hubble Andromeda Treasury» und dem «Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury». Diese Kartierungen decken zwei Drittel der Andromeda-Scheibe mit hoher Präzision ab. «Wir müssen einzelne Sterne analysieren, denn sie sind die fossilen Spuren der Galaxienentstehung. Hubble ist das einzige Teleskop, das eine ausreichend hohe räumliche Auflösung über eine genügend große Fläche liefern kann, um dies in der Andromeda-Galaxie zu ermöglichen», sagte Koautor Ben Williams, ebenfalls von der University of Washington.
Die Wissenschaftler teilten die Hubble-Aufnahmen von Andromeda in tausende Quadrate mit einer Seitenlänge von je 300 Lichtjahren auf. Für jedes dieser Quadrate bestimmten sie die Geschichte der Sternentstehung. Da massereiche Sterne blau leuchten und nur kurz leben, während masseärmere Sterne röter sind und länger existieren, lassen sich aus der Farbverteilung Rückschlüsse auf vergangene Sternentstehungsaktivitäten ziehen: Regionen mit vielen blauen Sternen deuten auf eine relativ junge Sternentstehung hin, während rötliche Populationen auf ältere Sterne hindeuten.
Der starke Rückgang der Sternentstehung könnte mit einer Wechselwirkung mit der Satellitengalaxie M32 zusammenhängen, die sich in einer Entfernung von rund 16.000 Lichtjahren von Andromeda befindet. Die Daten zeigen, dass die Sternentstehung in den Andromeda-Regionen in der Nähe von M32 besonders stark abgenommen hat. Dieser Rückgang begann schätzungsweise vor etwa 60 Millionen Jahren. «Wir können nicht explizit behaupten, dass wir einen Rückgang der Sternentstehung aufgrund von M32 beobachten. Aber das Phänomen ist offensichtlich, und M32 ist mit Sicherheit der wahrscheinlichste Verdächtige», so Wainer.
Bereits vor rund zwei Milliarden Jahren hatte Andromeda eine Phase intensiver Sternentstehung erlebt, vermutlich ausgelöst durch eine Kollision oder Verschmelzung mit einer anderen Galaxie. Seither ist die Aktivität stetig zurückgegangen. Die aktuelle Studie zeigt nun erstmals detailliert, wie sich dieser Rückgang über die gesamte Galaxie hinweg vollzogen hat. Die hohe räumliche Auflösung von Hubble erlaubte es den Forschern, die Sternentstehungsgeschichte in tausenden einzelnen Regionen zu kartieren und so ein umfassendes Bild der galaktischen Vergangenheit zu zeichnen.
Die Erkenntnisse helfen nicht nur, die Vergangenheit von Andromeda zu verstehen, sondern liefern auch wichtige Vergleichsdaten für die Milchstraße. Da beide Galaxien ähnlich aufgebaut sind, könnten die Ergebnisse Aufschluss darüber geben, wie sich die Sternentstehung in unserer eigenen Heimatgalaxie entwickelt hat. In Zukunft sollen die Hubble-Daten mit Beobachtungen von erdgebundenen Teleskopen kombiniert werden, um die Geschichte von Andromeda noch genauer zu entschlüsseln und die Rolle von Satellitengalaxien wie M32 weiter zu untersuchen.